Kategorie

Týdenní Aktuality

1 Palivo
Domovní vytápění - jaké jsou topné systémy a schémata zapojení
2 Radiátory
Rohové ohniště: rozměry a uspořádání
3 Kotle
Míchání pece z mosazi - typy a účel
4 Krby
Ruský sporák.
Hlavní / Radiátory

Jak provést hydraulický výpočet topného systému


Je třeba poznamenat, že technické výpočty systémů pro zásobování vodou a vytápění nelze nazvat jednoduchým, ale bez nich je nemožné, jen velmi zkušený odborník může vytáhnout vytápěcí systém "oko" a přesně zvolit průměry potrubí. To je, pokud je schéma dostatečně jednoduché a je určeno k ohřevu malého domu s výškou 1 nebo 2 podlaží. A pokud jde o složité dvoutrubkové systémy, musí se počítat. Tento článek je určen pro ty, kteří se rozhodli samostatně provést výpočet topného systému soukromého domu. Metodu prezentujeme poněkud zjednodušeným způsobem, ale tak, abychom získali co nejpřesnější výsledky.

Účel a průběh výpočtu

Samozřejmě můžete kontaktovat specialisty na výsledky nebo použít kalkulačku online, což stačí pro všechny internetové zdroje. Ale první stojí za peníze a druhý může dát nesprávný výsledek a měl by být ještě zkontrolován.

Takže je lepší mít trpělivost a podniknout. Mělo by být zřejmé, že praktickým účelem hydraulického výpočtu je volba průtokových oblastí potrubí a určení poklesu tlaku v celém systému, aby se zvolilo správné oběhové čerpadlo.

Poznámka: Poskytnutí doporučení, jak provést výpočty, znamená, že již byly provedeny tepelné výpočty a radiátory byly vybrány pro napájení. Pokud tomu tak není, pak musíte jít starým způsobem: převezměte tepelný výkon každého radiátoru na náměstí místnosti, ale pak se sníží přesnost výpočtu.

Obecná schéma výpočtu vypadá takto:

  • příprava axonometrického schématu: pokud byly již vykurovací zařízení vypočítány, je jejich výkon známý, měl by být umístěn na výkresech u každého radiátoru;
  • stanovení průtoku chladicí kapaliny a průměru potrubí;
  • výpočet odporu systému a volba cirkulačního čerpadla;
  • výpočet objemu vody v systému a kapacity expanzní nádoby.

Jakýkoli hydraulický výpočet topného systému začíná diagramem vykresleným ve 3 rozměrech pro přehlednost (axonometrie). Na něm jsou vykreslena všechna známá data, například jako část systému znázorněného na obrázku:

Stanovení průtoku chladicí kapaliny a průměru potrubí

Nejprve musí být každá topná větev rozdělena na úseky od samého konce. Rozbití se provádí proudem vody a liší se od radiátoru k radiátoru. To znamená, že po každé baterii začíná nová sekce, což se ukazuje v příkladu uvedeném výše. Začínáme s 1. částí a zjistíme hmotnostní průtok chladicí kapaliny, zaměřenou na výkon posledního ohřívače:

G = 860q / Δt, kde:

  • G - průtok chladicí kapaliny, kg / h;
  • q je tepelný výkon chladiče v místě, kW;
  • Δt je rozdíl teplot v napájecích a vratných potrubích, obvykle trvá 20 ºС.

Pro první část je výpočet chladicí kapaliny následující:

860 x 2/20 = 86 kg / h.

Výsledek musí být okamžitě aplikován na schéma, ale pro další výpočty jej budeme potřebovat v dalších jednotkách - litrech za sekundu. Chcete-li provést převod, musíte použít následující vzorec:

GV = G / 3600p, kde:

  • GV - objemový průtok, l / s;
  • ρ je hustota vody při teplotě 60 ° C rovnající se 0,983 kg / litr.

Máme: 86/3600 x 0,983 = 0,024 l / s. Potřeba přeměny jednotek je vysvětlena potřebou použití speciálních připravených stolů k určení průměru trubky v soukromém domě. Jsou volně k dispozici a nazývají se "Shevelevovy stoly pro hydraulické výpočty". Můžete si je stáhnout kliknutím na odkaz: http://dwg.ru/dnl/11875

V těchto tabulkách jsou zveřejněny hodnoty průměrů ocelových a plastových trubek v závislosti na průtoku a rychlosti chladicí kapaliny. Pokud otevřete stránku 31, pak v tabulce 1 pro ocelové trubky v prvním sloupci jsou náklady v l / s. Aby nedošlo k úplnému výpočtu potrubí pro topný systém soukromého domu, stačí zvolit průměr průtoku, jak je uvedeno níže:

Poznámka: V levém sloupci pod průměrem se okamžitě zobrazuje rychlost pohybu vody. U topných systémů by měla být jejich hodnota v rozmezí 0,2-0,5 m / s.

Takže pro náš příklad by vnitřní rozměr průchodu měl být 10 mm. Vzhledem k tomu, že tyto trubky se nepoužívají k ohřevu, můžeme bezpečně přijmout potrubí DN15 (15 mm). Dali jsme to do schématu a přejděte do druhé části. Vzhledem k tomu, že další chladič má stejný výkon, nemusíte používat vzorce, užívat předchozí spotřebu vody a vynásobit ji 2 a získat 0,048 l / s. Opět se otočíme ke stolu a najdeme v něm nejbližší vhodnou hodnotu. Současně nezapomínáme sledovat průtok vody v (m / s) tak, aby nepřekročil stanovené limity (na obrázcích v levém sloupci s červeným kruhem):

Je důležité. Pro systémy vytápění s přirozenou cirkulací by měla být rychlost chladiva 0,1-0,2 m / s.

Jak je vidět na obrázku, část 2 je rovněž položena s trubkou DN15. Dále podle prvního vzorce nalezneme průtok na stanici číslo 3:

860 x 1,5 / 20 = 65 kg / h a překládá se do dalších jednotek:

65/3600 x 0,983 = 0,018 l / s

Přidáváme-li k součtu výdajů z předchozích dvou částí, dostaneme: 0,048 + 0,018 = 0,066 l / s a ​​znovu se podívejte do tabulky. Vzhledem k tomu, že v našem příkladu se nejedná o výpočet gravitačního systému, který se provádí, ale tlaková trubka DN15 je také vhodná pro rychlost tepelného nosiče:

Tímto způsobem vypočítáme všechny úseky a vložíme všechna data do našeho axonometrického schématu:

Výpočet oběhového čerpadla

Výběrem a výpočtem čerpadla zjistíte tlakovou ztrátu chladicí kapaliny protékající celou sítí potrubí. Výsledkem bude údaj, který ukazuje, jak velký tlak by cirkulační čerpadlo mělo vyvíjet, aby "prosakovalo" vodu přes systém. Tento tlak se vypočítá podle vzorce:

P = Rl + Z, kde:

  • P - tlaková ztráta v síti potrubí, Pa;
  • R je odpor tření, Pa / m;
  • l je délka potrubí v jedné části, m;
  • Z - tlaková ztráta v lokálním odporu, Pa.

Poznámka: Dvou a jednosměrné topné systémy se vypočítají rovnoměrně po délce trubky ve všech větvích a v prvním případě přímo a zpětně.

Tento výpočet je poněkud těžkopádný a komplikovaný, zatímco hodnota Rl pro každou sekci lze snadno najít pomocí stejných tabulek Shevelev. V příkladu modrý kruh udává hodnoty 1000i v každé sekci, je třeba ji pouze přepočítat podél délky trubky. Vezměte první příklad z části, její délka je 5 m. Třecí odpor bude:

Rl = 26,6 / 1000 x 5 = 0,13 bar.

Také provádíme nesprávný výpočet všech částí souvisejícího topného systému a poté shrnujeme výsledky. Zůstává znát hodnotu Z, pokles tlaku v lokálních odporech. U kotle a radiátorů jsou tyto údaje uvedeny v pasu výrobku. U všech ostatních odporů doporučujeme, abyste vybrali 20% celkové ztráty tření Rl a shrňte všechny tyto hodnoty. Výsledná hodnota je vynásobena bezpečnostním faktorem 1,3, to bude požadovaná výška čerpadla.

Měli byste vědět, že kapacita čerpadla není kapacitou topného systému, ale celkový průtok vody přes všechny větve a stoupačky. Příklad jeho výpočtu je uveden v předchozí části, pouze pro výběr čerpací jednotky je také nutné zajistit zásobu nejméně 20%.

Výpočet expanzní nádoby

Pro výpočet expanzní nádrže pro uzavřený topný systém je nutné zjistit, kolik objemu kapaliny vzroste při zahřátí z pokojové teploty +20 ° C na pracovní teplotu v rozmezí 50-80 ° С. Tento úkol není také snadný, ale může být vyřešen jiným způsobem.

Je zcela správné předpokládat, že objem nádrže činí jednu desetinu celkového množství vody v systému, včetně radiátorů a vodního pláště kotle. Proto znovu otevíráme pasy zařízení a najdeme v nich kapacitu 1 části baterie a zásobníku kotle.

Dále je výpočet objemu chladiva ve vytápěcím systému prováděn podle jednoduchého schématu: průřezová plocha potrubí každého průměru je vypočítána a vynásobena jeho délkou. Získané hodnoty se shrnou, do nich se přidají pasová data a potom se odečte jedna desetina výsledku. To znamená, že pokud je v celém systému 150 litrů vody, kapacita expanzní nádrže by měla činit 15 litrů.

Závěr

Po přečtení tohoto článku mohou mnozí odmítnout zvážit samotnou hydrauliku kvůli zjevné složitosti procesu. Doporučení pro ně je kontaktovat praktického lékaře. Ti, kteří projevili touhu a již učinili výpočet vytápěcího výkonu topení v budově, se s tímto úkolem jistě budou vyrovnávat. Dokončená schéma s výsledky by měla být stále prokázána zkušené instalaci pro ověření.

Teplius

Účinnost tepelného pohodlí v domě poskytuje výpočet hydrauliky, jeho vysoce kvalitní instalaci a správnou funkci. Hlavní komponenty topného systému jsou zdroj tepla (kotle), vedení tepla (potrubí) a zařízení pro přenos tepla (radiátory). Pro efektivní dodávku tepla je nutné zachovat původní parametry systému za jakéhokoliv zatížení, bez ohledu na sezónu.

  • Sběr a zpracování informací o předmětu za účelem:
    • určit požadované množství tepla;
    • výběr schématu topení.
  • Tepelné výpočty topného systému s odůvodněním:
    • objemy tepelné energie;
    • zatížení;
    • tepelné ztráty

Pokud je ohřev vody považována za nejlepší možnost, provádí se hydraulický výpočet.

Výpočty byly provedeny v aplikaci Excel. Dokončený výsledek lze vidět na konci pokynů.

Co je hydraulický výpočet?

Jedná se o třetí etapu procesu vytváření tepelné sítě. Jedná se o systém výpočtů, který umožňuje určit:

  • průměr a kapacita potrubí;
  • místní tlakové ztráty v lokalitách;
  • požadavky na hydraulické spojky;
  • systémová tlaková ztráta;
  • optimální průtok vody.

Podle získaných údajů proveďte výběr čerpadel.

Pro sezónní bydlení bude při nepřítomnosti elektřiny vhodný topný systém s přirozenou cirkulací tepelného nosiče (odkaz na recenzi).

Komplexní úkoly - minimalizace nákladů:

  1. kapitál - instalace trubek optimálního průměru a kvality;
  2. provozní:
    • závislost spotřeby energie na hydraulickém odporu systému;
    • stabilita a spolehlivost;
    • bezhlučnost

Výměna centralizovaného režimu vytápění jednotlivcem zjednodušuje postup výpočtu

Pro autonomní režim platí 4 metody hydraulického výpočtu topného systému:

  1. specifickými ztrátami (standardní výpočet průměru trubky);
  2. v délkách snížených na jeden ekvivalent;
  3. na charakteristikách vodivosti a odolnosti;
  4. porovnání dynamických tlaků.

První dvě metody se používají s konstantním poklesem teploty v síti.

Poslední dva pomohou rozdělovat horkou vodu do kroužků systému, pokud teplotní rozdíl v síti již neodpovídá rozdílu ve stoupačích / větvích.

Výpočet hydrauliky topného systému

Potřebujeme údaje tepelného výpočtu prostor a axonometrického schématu.

Vlastnosti hydraulického výpočtu topného systému radiátoru

Nuance, které potřebujete znát pro provedení hydraulického výpočtu topného systému chladiče.

Pohodlí ve venkovských domech závisí převážně na spolehlivém provozu topného systému. Přenos tepla v topení radiátorů, systém "teplé podlahy" a "teplé lišty" je zajištěn pohybem potrubí chladiva. Proto hydraulický návrh topného systému předchází správnému výběru cirkulačních čerpadel, ventilů a armatur, tvarovek a určení optimálního průměru potrubí.

Tento výpočet vyžaduje odborné znalosti, takže v této části kurzu "Topné systémy: Výběr, instalace" s pomocí odborníka z REHAU řekne:

  • Jaké nuance byste si měli uvědomit před provedením hydraulického výpočtu.
  • Jaký je rozdíl mezi vytápěcími systémy s mrtvým a obtokovým pohybem chladicí kapaliny?
  • Jaké jsou cíle hydraulického výpočtu?
  • Jako materiál potrubí a způsob jejich připojení ovlivňuje výpočet hydrauliky.
  • Jak speciální software umožňuje zrychlit a zjednodušit proces výpočtu hydrauliky.

Nuance, které musíte znát před provedením hydraulického výpočtu

V moderním systému vytápění komplexní hydraulické procesy s dynamicky se měnícími vlastnostmi proudí. Mnoho nuancí ovlivňuje hydraulický výpočet: od typu vytápěcího systému, typu topného zařízení a způsobu jeho připojení, režimu regulace a konce materiálu materiálu.

Důležité: Systém topení potrubí venkovského domu je složitá rozvětvená síť. Hydraulický výpočet určuje správnou funkci tak, aby bylo do všech topných zařízení dodáno požadované množství chladicí kapaliny. Správně vypočítat a navrhnout topný systém může být kvalifikován pouze se specializovaným vzděláním v této disciplíně.

Radiátory a sanitární systémy jsou rozvětvené potrubní sítě. V potrubí dochází ke ztrátě tlaku v důsledku tření proti stěnám potrubí a místnímu odporu ve tvarovkách při rozdělení nebo spárování proudů, náhlému roztažení nebo smrštění "živé" části. Aby chladicí kapalina nebo voda dosáhla topných zařízení nebo bodů v požadovaném množství, musí být potrubní síť správně vypočtena.

Bez ohledu na to, který systém vytápění je instalován v domě, například při zapojení radiátorů nebo podlahovém vytápění, je princip výpočtu hydrauliky stejný pro všechny, ale každý systém vyžaduje individuální přístup.

Například topný systém může být naplněn vodou, ethylenem nebo propylenglykolem, což ovlivní hydraulické parametry systému.

Etylenglykol nebo propylenglykol má vyšší viskozitu a nižší tekutost než voda, a proto bude větší odpor při pohybu po potrubí. Kromě toho je tepelná kapacita ethylenglykolu nižší než u vody a je 3,45 kJ / kg (kg) a voda je 4,19 kJ / (kg * K). V tomto ohledu by měl být průtok se stejným teplotním rozdílem o více než 20 procent vyšší.

Důležité: typ chladicí kapaliny, která bude cirkulovat v topném systému, je stanoven předem. Podle toho: konstruktér při hydraulickém výpočtu topného systému musí vzít v úvahu jeho vlastnosti.

Volba jednoho nebo dvou trubkových topných systémů ovlivňuje i způsob hydraulického výpočtu.

To je způsobeno skutečností, že v jednom potrubním systému prochází voda všemi radiátory v sérii a tok všech zařízení za konstrukčních podmínek bude stejný pro různé malé teplotní rozdíly na každém zařízení. Ve dvou trubkových systémech proudí voda samostatnými kroužky nezávisle na každém radiátoru. Proto ve dvou trubkových systémech bude teplotní rozdíl napříč všemi zařízeními stejný a velký, řádu 20 K, ale náklady na každé zařízení se výrazně liší.

Při hydraulickém výpočtu je zvolen nejvíce zatížený prstenec. Vypočítává se. Všechny ostatní kroužky jsou s ním spojeny, takže ztráty v paralelních kroužcích jsou stejné jako u odpovídajících částí hlavního kroužku.

Při výpočtu hydrauliky se obvykle uvádějí tyto předpoklady:

  1. Rychlost vody v obložení není větší než 0,5 m / s, na dálnicích v chodbách 0,6-0,8 m / s, na dálnicích ve sklepích 1,0-1,5 m / s.
  2. Specifická tlaková ztráta v důsledku tření v potrubí není větší než 140 Pa / m.

Ohřevové systémy s mrtvým a obtokovým pohybem chladicí kapaliny

Všimněte si, že v kabelážových systémech radiátorů, s jediným principem hydraulického výpočtu, existují různé přístupy, protože systémy jsou rozděleny na mrtvé a procházející.

U okruhu s nečistotami se chladicí kapalina pohybuje podél "průtoku" a "zpětného potrubí" v opačných směrech. A v důsledku toho se v chladícím systému chladicí kapalina pohybuje potrubím jedním směrem.

V systémech s mrtvým úhlem se výpočet provádí prostřednictvím vzdálených - nejvíce zatížených úseků. Chcete-li to provést, vyberte hlavní cirkulační kroužek. To je nejnepříznivější směr vody, ve kterém jsou primárně vybrány průměry topných trubek. Všechny ostatní menší kruhy, které vzniknou v tomto systému, by měly být propojeny s hlavním. V přidruženém systému se výpočet provádí prostřednictvím průměrného, ​​nejčastěji zatěžovaného stoupačky.

Instalační systémy se řídí podobným principem. Systém se vypočítává pomocí nejvzdálenější a nejvíce zatíženého stoupacího potrubí. Ale je tu funkce - při výpočtu nákladů.

Důležité upozornění: Pokud je v zapojení chladiče tok závisí na množství tepla a teplotních poklesů, pak v přívodu vody tok závisí na normách spotřeby vody, stejně jako na typu instalovaných vodovodních armatur.

Cíle hydraulického výpočtu

Cíle hydraulického výpočtu jsou následující:

  1. Zvolte optimální průměry potrubí.
  2. Spojení tlaku v jednotlivých větvích sítě.
  3. Zvolte oběhové čerpadlo pro topný systém.

Podrobněji odhalíme každou z těchto bodů.

1. Výběr průměrů trubek

Čím menší je průměr potrubí, tím větší je odolnost proti průtoku chladicí kapaliny v důsledku tření proti stěnám potrubí a místnímu odporu na obloucích a větvích. Proto se u malých výdajů zpravidla jedná o malé průměry potrubí, u velkých výdajů se jedná o velké průměry, v důsledku čehož lze systém upravit v omezeném rozsahu.

Je-li systém rozvětvený - existuje krátká a dlouhá větev, pak jsou velké náklady na dlouhou větev a menší na krátké větvi. V tomto případě by měla být krátká větev vyrobena z trubek o menších průměrech a dlouhá větev by měla být vyrobena z trubek s větším průměrem.

A jak se snižuje průtok, od počátku do konce větve by se měly průměry trubek snížit tak, aby rychlost chladicího média byla přibližně stejná.

2. Spojení tlaků v jednotlivých odvětvích sítě

Vazba může být provedena výběrem vhodných průměrů potrubí nebo, pokud jsou možnosti tohoto způsobu vyčerpány, instalací regulátorů tlaku nebo regulačních ventilů na jednotlivé větve.

Částečně, jak jsme popsali výše, lze spojit tlak výběrem průměrů trubek. Ale to není vždy možné dělat. Například, pokud nejmenší průměr potrubí zaujmeme na krátké větvi a odpor v něm ještě není dostatečně velký, pak celý tok vody projde krátkou větví, aniž by šel do dlouhé větve. V tomto případě jsou vyžadovány další regulační ventily.

Nastavovací ventily se mohou lišit.

Možnost rozpočtu - nastavíme řídicí ventil - tzn. ventil s průběžně nastavitelným, který má stupnici v nastavení. Každý ventil má svou vlastní charakteristiku. V případě hydraulického výpočtu se projektant dívá na to, kolik tlaků musí zhasnout a je určena tzv. Tlaková nesrovnalost mezi dlouhými a krátkými větvemi. Potom podle charakteristiky ventilu určuje konstruktér, kolik otáček musí být tento ventil z plně uzavřené polohy otevřen. Například na 1, na 1,5 nebo na 2 otáčky. V závislosti na stupni otevření ventilu se přidá rozdílný odpor.

Dražší a složitější verze regulačních ventilů - tzv. regulátory tlaku a regulátory průtoku. Jedná se o zařízení, na která nastavíme požadovaný průtok nebo požadovaný pokles tlaku, tj. pokles tlaku na toto vlákno. V tomto případě samotná zařízení řídí provoz systému a pokud průtok neodpovídá požadované úrovni, otevře průřez a průtok se zvýší. Je-li průtok příliš velký, průřez se uzavře. Podobně, s tlakem.

Pokud všichni spotřebitelé po nočním poklesu přestupu tepla současně otevřou své topné zařízení současně ráno, chladicí kapalina se nejprve pokusí nalézt zařízení nejblíže k rozvodné stanici a po několika hodinách dosáhne dálkových zařízení. Potom bude regulátor tlaku pracovat, pokrývající nejbližší větve, a tím zajistí rovnoměrný průtok chladicí kapaliny do všech větví.

3. Výběr cirkulačního čerpadla pro tlak (tlak) a průtok (průtok)

Vypočítaná ztráta tlaku v hlavním oběhovém kroužku (s malým rozpětím) určuje tlak pro cirkulační čerpadlo. A odhadovaný průtok čerpadla je celkový průtok chladicí kapaliny ve všech větvích systému. Čerpadlo je vybráno pro tlak a průtok.

Pokud je v systému několik cirkulačních čerpadel, v případě jejich následného instalace se jejich hlava shrnuje a průtok bude běžný. Pokud čerpadla pracují paralelně, sčítají průtok a tlak bude stejný.

Důležité: Při hydraulickém výpočtu tlakové ztráty v systému můžete zvolit oběhové čerpadlo, které nejlépe vyhovuje parametrům systému, zajišťující optimální náklady - kapitál (náklady na čerpadlo) a provozní náklady (náklady na elektrickou energii pro oběh).

Volba součástí pro topný systém ovlivňuje výpočet hydrauliky

Materiál, z něhož jsou potrubí topného systému vyrobeny, tvarovky, stejně jako technika jejich připojení má významný vliv na hydraulický design.

Trubky s hladkým vnitřním povrchem snižují ztráty tření při pohybu chladicí kapaliny. To nám přináší výhody - vezmeme potrubí o menším průměru a ušetříme na materiálu. Sníží také náklady na elektrickou energii potřebnou pro provoz cirkulačního čerpadla. Můžete čerpadlo snížit o méně energie, protože díky menšímu odporu v potrubí je nutný menší tlak.

V závislosti na způsobu jejich instalace může dojít k velkým ztrátám v potrubí spojovacích trubek nebo naopak ztráty způsobené odolností proti průtoku během pohybu chladicí kapaliny jsou minimalizovány.

Pokud je například metoda připojení použita metoda "posuvného pouzdra", tj. konec potrubí je rozvlečený a uvnitř je vložena armatura, v důsledku čehož není živá část zužována. V souladu s tím se sníží lokální odpor a sníží se náklady na energii pro cirkulaci vody.

Shrnutí

Již bylo zmíněno výše, že hydraulický výpočet topného systému je komplexní úkol vyžadující odborné znalosti. Pokud budete muset navrhnout vysoce rozvětvený systém vytápění (velký dům), pak výpočet ručně vyžaduje spoustu času a úsilí. Pro zjednodušení tohoto úkolu byly vyvinuty speciální počítačové programy.

Pomocí těchto programů můžete provést hydraulický výpočet, určit regulační charakteristiky ventilů a regulačních ventilů a automaticky vytvořit vlastní specifikaci. V závislosti na typu programů se výpočet provádí v prostředí aplikace AutoCAD nebo ve vlastním grafickém editoru.

Přidávejte to nyní při navrhování průmyslových a civilních objektů tam byla tendence používat BIM technologie (budování informační modelování). V tomto případě všichni návrháři pracují v jediném informačním prostoru. Chcete-li to provést, vytvořte model "cloud" budovy. Kvůli tomu jsou ve fázi návrhu identifikovány případné nesrovnalosti a včasné provedení potřebných změn v projektu. To vám umožní přesně plánovat všechny stavební práce, abyste zabránili zpoždění dodávky objektu a tím snížili odhad.

Hydraulický výpočet příkladu výpočtu topného systému

Hydraulický výpočet topného systému

Žijící ve většině regionů země se snaží, aby se postarali o vysoce kvalitní, spolehlivé a účinné vytápění svých domovů. Tradiční centralizované vytápění je využíváno pro bytové domy, avšak nedávno se staly populárními systémy, které umožňují instalovat všechny prvky uzavřené smyčky z kotle na radiátory v rámci jednoho bytu.

Soukromé domy nemají dodávku centralizovaného vytápění, takže v nich je instalace nezávislého topného systému nezbytným atributem bydlení. A pro autonomní systémy v bytech a pro soukromý sektor vyžaduje kompetentní hydraulický výpočet topného systému. Tento přístup zajistí přiměřenou rovnováhu při používání materiálů a dosažení požadovaného výsledku ve formě dostatečné teploty v místnosti.

Systémová data

Abyste správně provedli hydraulický výpočet topného systému, musíte pochopit základní pojmy. To vám poskytne přehled o procesech v systému. Například zvýšení rychlosti chladiva může vést k paralelnímu zvýšení hydraulického odporu v potrubí.

Když se průtok chladicí kapaliny zvýší, při zohlednění potrubí se stanoveným průměrem se rychlost průchodu chladicí kapaliny zvětší a hydroizolace se zvýší. S nárůstem potrubí klesá rychlost pohybu vody v něm, stejně jako tlak způsobený třením.

Princip fungování systému s přirozeným oběhem

Ve většině tradičních systémů vytápění, pro které je obvyklé provádět hydraulický výpočet vytápění, jsou k dispozici následující povinné prvky:

  • zdroj tepelné energie;
  • hlavní potrubí;
  • hydraulické armatury, jak vypínání, tak i seřízení;
  • topné zařízení ve formě radiátorů.

Každý z prvků má své vlastní hydraulické charakteristiky, které jsou považovány za vstup pro hydraulický výpočet topného systému prostřednictvím online kalkulačky.

Pomozte získat praktická data a nomogramy od výrobců. Některé z nich naznačují pokles tlaku v potrubí na základě délky 1 m. Vztah mezi fyzikálními vlastnostmi a hydraulickými hodnotami je zde viditelný.

Proč je třeba vypočítat

Moderní systémy vytápění ve většině případů používají nové technologie a materiály, pro které výrobci zajišťují vyšší provozní režimy. Také moderní systémy jsou schopny regulovat teplotu téměř v jakémkoli stupni a v jakékoliv oblasti okruhu.

VIDEO: Hydraulický výpočet topného systému v programu VALTEC.PRG

Použití zdokonaleného systému zajistí nižší spotřebu energie při vytápění. Tento přístup zlepší efektivitu jeho využívání. Je žádoucí, aby výpočty a instalace používaly zkušené asistenty, aby pomohly při zohlednění mnoha nuancí:

  • rovnoměrné rozložení vyhřívané chladicí kapaliny mezi prvky je možné pouze při správné instalaci v souladu s fyzikálními zákony termodynamiky;
  • snížení odporu při pohybu kapaliny vede k minimalizaci provozních nákladů;
  • zvýšení průměru hlavních trubek znamená zvýšení nákladů na systém;
  • kromě spolehlivosti a bezpečnosti je třeba zajistit tichost, která závisí na správnosti instalace.

Výsledkem hydraulického výpočtu topného systému, příkladem výpočtu bude následující, budou následující hodnoty:

  • hodnota průměru trubek, které mají být použity v určité části topného systému;
  • hydrostabilita v různých částech systému;
  • druh hydraulického spojení všech bodů;
  • parametrický tlak a průtok horké vody v systému.

Příklad příkladu

Obrys pravděpodobně sestává z deseti radiátorů o výkonu 1 kW. Vypočítaný segment bude představován ve formě trubice umístěné mezi chladičem a zdrojem tepla (kotle). Je zřejmé, že v místě je trubka o stejném průměru.

V první fázi se provádí výpočet výtlaku 10 kW tepelné energie a ve druhé situaci do výpočtu bude zahrnuto 9 kW, aby se zajistil postupný pokles hodnoty. Je obvyklé vypočítat hydroresistenci jak pro přívod, tak pro zpětný tok.

Základní vzorec pro výpočet ve schématu s jedním potrubím pro vypočtenou plochu pro průtok chladicí kapaliny je následující:

ve kterém jsou přítomny následující hodnoty:

  • Tstudium - hodnota tepelné zátěže v oblasti ve wattech;
  • w je konstanta označující specifické teplo vody;
  • th - teplotní hodnota vytápěné chladicí kapaliny v přívodním potrubí;
  • tc - teplotní hodnotu chlazené chladicí kapaliny ve zpětném potrubí.

Automatizujte proces, abyste pomohli různým programům pro výpočet topného systému, můžete si je zdarma stáhnout na mnoha místech.

Rychlost proudění vody a ztráta tlaku v tření

Umístění potrubí

Pro výpočty budou potřebovat také následující údaje:

  • vhodné pro typ topných zařízení, jejichž rozměry je žádoucí čerpat z připraveného plánu;
  • výběr trubek, jejich typ a průměr;
  • tepelná bilance v místnostech připravených pro instalaci topení v nich;
  • výběr uzavíracích ventilů, přičemž je nutné vyřešit polohu všech součástí, obou ventilů a umístění stožáru;
  • plán umístění by měl být vykreslen na přesné měřítko, udávající délky, zatížení na každé sekci;
  • na plánu bude nutné odhalit uzavřenou smyčku.

Hodnota poklesu tlaku

Výpočet tlakových ztrát je také prioritou při instalaci topení. Přítomnost následujících faktorů ovlivňuje rozdíly:

  • izolační nebo obtokové ventily;
  • hodnota průměrů potrubí v určitých oblastech;
  • velikost hydraulického rozvaděče a vyrovnávací ventil;
  • regulační ventily montované na stoupačky a vložku.

Schéma topení by mělo obsahovat vypočtenou tepelnou zátěž pro každé topné zařízení. Při instalaci více než jednoho spotřebitele budete muset rozdělit celkovou zátěž mezi všechny prvky.

VIDEO: Praktická hydraulická kalkulace topného systému

Provádíme hydraulický výpočet topného systému pomocí programů, hotových formulářů Excel a samostatně

Pro efektivní provoz topného systému je nutné splnit několik podmínek - zvolit správné komponenty a provést výpočet. Ze správného výpočtu parametrů systému závisí jeho účinnost a rovnoměrné rozdělení tepla. Jak provést hydraulický výpočet topného systému - příklady, programy pomůže k provedení těchto výpočtů.

Účel hydraulického výpočtu vytápění

Příklad schématu topení s účetními údaji

Při provozu některého topného systému nevyhnutelně vzniká hydraulický odpor, když se chladicí kapalina pohybuje. Při zohlednění tohoto parametru je nutný hydraulický výpočet dvoutrubkového topného systému. Jejich podstatou je správná volba komponent systému, s ohledem na jejich výkonnost.

Ve skutečnosti je hydraulický výpočet systémů ohřevu vody komplexním postupem, při jehož provádění jsou zohledněny všechny jemnosti a nuance. V první fázi je nutné určit požadovanou vytápěcí kapacitu, zvolit optimální uspořádání potrubí a také tepelný provozní režim. Na základě těchto údajů se hydraulický výpočet topného systému provádí v programu Excel nebo ve specializovaném programu. Výsledkem výpočtů by měly být následující parametry ohřevu vody:

  • Optimální průměr potrubí. Na základě toho zjistíte jejich propustnost, tepelné ztráty. Při zohlednění volby materiálu výroby bude známá odolnost vody vůči vnitřnímu povrchu potrubí;
  • Ztráta tlaku a tlaku v určitých částech systému. Příklad hydraulického výpočtu topného systému umožní předvídatelné mechanismy jejich kompenzace;
  • Spotřeba vody;
  • Požadované čerpací zařízení. Aktuální u uzavřených systémů s nuceným oběhem.

Na první pohled je obtížný hydraulický odpor topného systému. Stačí však trochu nahlédnout do podstaty výpočtů a pak je můžete udělat sami.

Pro ohřev malého domu nebo bytu je také doporučeno vypočítat hydraulický odpor topného systému.

Postup výpočtu hydraulických parametrů topení

Topení na domě

V první fázi výpočtu parametrů topného systému je třeba vypracovat předběžný diagram, který udává umístění všech komponentů. To určuje celkovou délku tratí, počítá počet radiátorů, objem vody, stejně jako vlastnosti ohřívačů.

Jak provést hydraulický výpočet topení bez zkušeností s takovými výpočty? Mějte na paměti, že pro autonomní vytápění je důležité zvolit správný průměr trubek. Z tohoto kroku by měly začít výpočty.

Nejlepší je vytvořit schéma vytápění na již dokončeném plánu domu. To vám umožní správně vypočítat spotřebu materiálu a určit jeho množství pro uspořádání systému.

Stanovení optimálního průměru potrubí

Typy trubek pro vytápění

Nejjednodušší hydraulický výpočet topného systému zahrnuje pouze výpočet průřezu potrubí. Často v návrhu malých systémů stojí bez něj. Proveďte následující parametry průměrů potrubí v závislosti na typu přívodu tepla:

  • Otevřený obvod s gravitačním oběhem. Trubky o průměru 30 až 40 mm. Taková větší část je nezbytná pro snížení ztrát způsobených třením vody na vnitřním povrchu dálnic;
  • Uzavřený systém s nuceným oběhem. Průřez potrubí se pohybuje od 8 do 24 mm. Čím menší je, tím větší tlak bude v systému a celkový objem chladicí kapaliny se tím sníží. To však zvýší hydraulické ztráty.

Pokud existuje specializovaný program pro hydraulický výpočet topného systému, stačí vyplnit údaje o technických vlastnostech kotle a přenést topný okruh. Software určuje optimální průměr trubky.

Tabulka pro výběr potrubí

Získané údaje lze kontrolovat samostatně. Postup při hydraulickém výpočtu dvourubkového topného systému ručně při výpočtu průměru potrubí spočívá v výpočtu následujících parametrů:

  • V je rychlost pohybu vody. Mělo by se pohybovat v rozmezí 0,3 až 0,6 m / s. Určeno výkonem čerpacího zařízení;
  • Q - tok tepla. Jedná se o poměr množství tepla, které prochází během určitého časového období - 1 sekundu;
  • G - spotřeba vody. Měřeno v kg / hod. Přímo závisí na průměru potrubí.

V budoucnu je třeba znát celkový objem vytápěné místnosti - m³. Předpokládejme, že tato hodnota pro jednu místnost je 50 m³. Pokud známe výkon topného kotle (24 kW), vypočítáme celkový tepelný tok:

Tabulka spotřeby vody závisí na průměru potrubí

Poté pro výběr optimálního průměru potrubí je nutné použít údaje v tabulce sestavené při provádění výpočtu hydrauliky topného systému v aplikaci Excel.

V tomto případě bude optimální vnitřní průměr trubky v určité části systému 10 mm.

V budoucnu, abyste provedli příklad hydraulického výpočtu topného systému, zjistíte přibližný průtok vody, který bude pískat z průměru potrubí.

Výrobci polymerních trubek označují vnější průměr. Abyste správně vypočítali hydraulický odpor topného systému, měly by být odečteny dva tloušťky stěny.

Účtování lokálního odporu na dálnici

Příklad výpočtu hydraulického vytápění

Stejně důležitým krokem je výpočet hydraulického odporu topného systému v každé části dálnice. Pro tento účel je celá schéma dodávky tepla obvykle rozdělena do několika zón. Nejlepší je udělat výpočty pro každou místnost v domě.

Jako počáteční data pro vstup do programu pro hydraulický výpočet topného systému budou potřebné následující hodnoty:

  • Délka potrubí na místě, mp;
  • Průměr dálnice. Pořadí výpočtu je popsáno výše;
  • Požadovaná rychlost chladiva. Závisí také na průměru potrubí a výkonu oběhového čerpadla;
  • Referenční údaje charakteristické pro každý vyrobený materiál - součinitel tření (λ), ztráta třením (ΔР);
  • Hustota vody při teplotě + 80 ° C bude 971,8 kg / m³.

Pokud znáte tyto údaje, můžete provést zjednodušenou hydraulickou kalkulaci topného systému. Výsledek těchto výpočtů je uveden v tabulce.

Při provádění této práce je třeba mít na paměti, že čím menší je oblast vytápění, tím přesnější budou údaje o obecných parametrech systému. Vzhledem k tomu, že bude poprvé těžké provést hydraulický výpočet dodávky tepla, doporučuje se provést řadu výpočtů pro určitý interval potrubí. Je žádoucí, aby obsahovaly co nejméně přídavných zařízení - radiátory, ventily atd.

Chcete-li zkontrolovat hydraulický výpočet dvoutrubkového topného systému, je nutné ho provést v několika různých programech nebo dodatečně ručně.

Přehled hydraulického výpočetního softwaru

Příklad programu pro výpočet vytápění

Ve skutečnosti je jakýkoli hydraulický výpočet systémů ohřevu vody komplexní inženýrskou činností. K vyřešení tohoto problému bylo vyvinuto několik softwarových systémů, které zjednodušují provádění tohoto postupu.

Můžete se pokusit provést hydraulický výpočet topného systému ve skříni aplikace Excel pomocí hotových vzorců. To však může způsobit následující problémy:

  • Velká chyba. Ve většině případů jsou jako příklad hydraulického výpočtu topného systému použity schémata s jedním nebo dvěma trubkami. Najít podobné výpočty pro problematiku kolektoru;
  • Pro správné zohlednění hydraulického odporu potrubí jsou potřebná referenční data, která nejsou ve formě. Musí být prohledány a přidány.

Vzhledem k těmto faktorům doporučují odborníci používat program pro výpočet. Většina z nich je vyplácena, některé z nich mají demo verzi s omezenými funkcemi.

Oventrop CO

Program pro hydraulické výpočty

Nejjednodušší a nejjednodušší program pro hydraulický výpočet topného systému. Intuitivní rozhraní a flexibilní konfigurace vám pomohou rychle pochopit nuance při zadávání dat. Během počátečního nastavení komplexu mohou dojít k malým problémům. Bude nutné zadat všechny parametry systému, a to od materiálu pro výrobu trubek a konce s umístěním topných prvků.

Vyznačuje se flexibilitou nastavení, schopností zjednodušit hydraulický výpočet vytápění jak pro nový topný systém, tak pro modernizaci starého topení. Rozlišuje se od analogů v uživatelsky přívětivém grafickém rozhraní.

Instal-Therm HCR

Programový komplex je určen pro profesionální hydraulický odpor topného systému. Bezplatná verze má mnoho omezení. Rozsah - návrh topení ve velkých veřejných a průmyslových budovách.

V praxi se v případě autonomního vytápění soukromých domů a bytů nevypočítává hydraulický výpočet. To však může vést k poškození topného systému ak rychlému selhání jeho prvků - radiátorů, potrubí a kotle. Aby se tomu předešlo, je nutné včas vypočítat parametry systému a porovnat je se skutečnými parametry pro další optimalizaci topného provozu.

Příklad hydraulického výpočtu topného systému:

Hydraulický výpočet topného systému: hlavní cíle a cíle této akce

Účinnost topného systému nezaručuje vysoce kvalitní potrubí a vysoce výkonný generátor tepla.

Přítomnost chyb způsobených během instalace může negativně ovlivnit práci kotle v plné kapacitě: buď v budově bude studená, nebo náklady na energii budou nepřiměřeně vysoké.

Proto je důležité začít s vývojem projektu, jehož jedním z nejdůležitějších úseků je hydraulický výpočet topného systému.

Výpočet systému ohřevu vody hydrauliky

Chladivo cirkuluje systémem pod tlakem, což není konstantní hodnota. Je snížena v důsledku přítomnosti třecích sil vody proti stěnám potrubí, odporu na potrubí a kování. Majitel domu také přispívá k úpravě rozložení tepla v jednotlivých místnostech.

Tlak se zvyšuje, jestliže se teplota topného okruhu chladicí kapaliny zvyšuje a naopak - klesá.

Aby nedošlo k nevyváženosti topného systému, je nutné vytvořit podmínky, za kterých bude každý chladič přijímat tolik chladicí kapaliny, jaká je potřebná pro udržení nastavené teploty a doplnění nevyhnutelných tepelných ztrát.

Hlavním účelem hydraulického výpočtu je harmonizovat odhadované náklady sítě s aktuální nebo provozní.

V této fázi návrhu jsou určeny:

  • průměr trubek a jejich kapacita;
  • místní tlakové ztráty v jednotlivých částech topného systému;
  • požadavky na hydraulické spojky;
  • tlaková ztráta v celém systému (obecně);
  • optimální průtok chladicí kapaliny.

Pro výrobu hydraulického výpočtu je třeba provést nějakou přípravu:

  1. Sběr základních dat a jejich uspořádání.
  2. Vyberte metodu výpočtu.

Především návrhář prozkoumá tepelné parametry objektu a provádí tepelnou analýzu. V důsledku toho má informace o množství tepla potřebné pro každou místnost. Poté jsou vybírány ohřívače a zdroj tepla.

Schematický obraz topného systému v soukromém domě

Ve fázi vývoje se rozhoduje o typu vytápěcího systému a vybírá se jeho vyvažování, potrubí a armatury. Po dokončení je vypracován plán axonometrického rozvržení, jsou vypracovány plány místnosti s uvedením:

  • výkon chladiče;
  • průtok chladicí kapaliny;
  • umístění tepelných zařízení atd.

Všechny části systému, uzlové body jsou označeny, započítány a kresleny na délku kroužků.

Výpočet průměru trubky

Výpočet průřezu potrubí by měl být založen na výsledcích tepelného výpočtu, ekonomicky odůvodněný:

  • pro dvoutrubkový systém - rozdíl mezi tr (chladná chladicí kapalina) a (chlazením - návrat);
  • pro jednorázový průtok G, kg / h.

Kromě toho by měl výpočet zohlednit rychlost pohybu pracovní tekutiny (chladicí kapaliny) - V. Jeho optimální hodnota je v rozmezí 0,3-0,7 m / s. Rychlost je nepřímo úměrná vnitřnímu průměru potrubí.

Pokud je rychlost vody 0,6 m / s, v systému se objeví charakteristický šum, ale pokud je menší než 0,2 m / s, hrozí nebezpečí zaseknutí vzduchu.

Pro výpočty je zapotřebí další rychlostní charakteristika - tepelný průtok. Označuje se písmenem Q, měřeným ve wattech a vyjádřeným množstvím přenášeného tepla za jednotku času

Kromě výše uvedených počátečních údajů bude výpočet vyžadovat parametry topného systému - délku každého úseku s uvedením přístrojů, které jsou k němu připojeny. Pro usnadnění je možné tyto údaje shrnout do tabulky, jejíž příklad je uveden níže.

Tabulka parametrů grafu

Délka řezu v metrech

Výpočet průměrů trubek je poměrně komplikovaný, takže je snadnější použít referenční tabulky. Mohou se nalézt na internetových stránkách výrobců trubek, v SNiP nebo v odborné literatuře.

Instalátoři při výběru průměru trubek používají pravidlo odvozené z analýzy velkého počtu topných systémů. Je pravda, že to platí pouze pro malé soukromé domy a byty. Téměř všechny topné kotle jsou vybaveny podložkami a ½ palcovým přívodním a vratným potrubím. Taková trubice se používá k zapojení před prvním rozvětvením. Dále se na každém místě zmenší velikost potrubí o jeden krok.

Tento přístup není opodstatněný, pokud dům má dvě nebo více podlaží. V tomto případě musíte provést úplný výpočet a odkazovat na tabulky.

Výpočet lokálních odporů

Místní odpory se vyskytují v potrubí a armaturách. Hodnota těchto ukazatelů ovlivňuje:

  • drsnost vnitřního povrchu potrubí;
  • přítomnost míst expanze nebo kontrakce vnitřního průměru potrubí;
  • otáčky;
  • délka;
  • přítomnost odpalů, kulových kohoutů, vyvažovacích zařízení a jejich počtu.

Odpor je vypočítán pro každou část, která je charakterizována konstantním průměrem a konstantním průtokem chladicí kapaliny (podle tepelné rovnováhy místnosti).

Výchozí údaje pro výpočet:

  • délka vypočtené plochy - l, m;
  • průměr trubky - d, mm;
  • zadaná rychlost chladicího média je u, mm;
  • charakteristiky řídících ventilů poskytovaných výrobcem;
  • koeficient tření (v závislosti na materiálu potrubí), λ;
  • ztráty třením - ΔPl, Pa;
  • hustota chladicího média (vypočtená) - ρ = 971,8 kg / m3;
  • tloušťka stěny trubky - dν x δ, mm;
  • ekvivalentní drsnost potrubí - ke, mm.

Hydraulický odpor - ΔP v síti se vypočítá pomocí vzorce Darcy-Weisbach.

Symbol ξ ve vzorci znamená koeficient lokálního odporu.

Je-li v domě sporák, může ohřívat malý pokoj. Instalace radiátorů ve velkém soukromém domě je povinná, jelikož jinak nebude místnost vzdálená od pece ohřívána.

Hlavní charakteristiky plynového kotle Buderus jsou uvedeny v tomto přehledu.

Jak spustit plynový kotel, řekneme v tomto článku.

Hydraulická spojka

Vyrovnávání tlakových ztrát v topném systému se provádí pomocí regulačních a uzavíracích ventilů.

Hydraulická vazba systému je založena na:

  • konstrukční zatížení (hmotnostní průtok chladicí kapaliny);
  • údaje výrobců potrubí na dynamické odolnosti;
  • počet místních odporů v posuzované oblasti;
  • technické vlastnosti armatur.

Pro každý ventil jsou nastaveny charakteristiky instalace - pokles tlaku, montáž, průtok. Určují průtokové koeficienty chladicí kapaliny v každé stoupači a pak - v každém zařízení.

Tlakové ztráty jsou přímo úměrné čtverci průtoku chladiva a měří se v kg / h, kde

S je součinem dynamického specifického tlaku vyjádřeného v Pa / (kg / h) a sníženým koeficientem pro lokální odpory oblasti (σpr).

Snížený koeficient ξpr je součtem všech lokálních odporů systému.

Stanovení ztrát

Hydraulický odpor hlavního oběhového kroužku je součtem ztrát jeho prvků:

  • primární obrys - ΔPlk;
  • lokální systémy - ΔPlm;
  • generátor tepla - ΔPtg;
  • výměník tepla ΔPto.

Součet všech těchto hodnot udává celkový hydraulický odpor systému ΔPso.

Hydraulický výpočet topného systému - příklad výpočtu

Jako příklad zvážit dvouotáčkový gravitační vytápěcí systém.

Výchozí údaje pro výpočet:

  • vypočítané tepelné zatížení systému - Qzd. = 133 kW;
  • parametry systému - tg = 75 0 С, to = 60 0 С;
  • průtok chladiva (vypočtený) - Vso = 7,6 m 3 / h;
  • topný systém je připojen k kotlům přes vodorovný hydraulický odlučovač;
  • během celého roku automatizace každého kotle udržuje konstantní teplotu chladicího média na výstupu - tg = 80 0 С;
  • automatický regulátor diferenčního tlaku je instalován na vstupu každého ventilu;
  • Systém vytápění z rozvaděčů je namontován z kovoplastových trubek a přívod tepla rozváděčů je prováděn pomocí ocelových trubek (voda a plyn).

Průměr průřezů potrubí byl vybrán pomocí nomogramu pro danou rychlost chladicího média 0,4-0,5 m / s.

V sekci 1 je instalován ventil o průměru 65. Jeho odolnost podle výrobce je 800 Pa.

Filtr o průměru 65 mm as průtokem 55 m3 / h je instalován na pracovišti 1a. Odpor tohoto prvku bude:

0,1 x (G / kv) x 2 = 0,1 x (7581/55) x 2 = 1900 Pa.

Varianty dvoutrubkového topného systému

Odpor trojcestného ventilu dw = 40 mm a kv = 25 m3 / h bude 9200 Pa.

Celková tlaková ztráta v systému rozvodu tepla distributorů bude 21514 Pa nebo přibližně 21,5 kPa.

Domácí sporák je vhodný pro vytápění venkovského domu nebo kanceláře. Pece z plynového válce s vlastními rukama - viz pokyny pro výrobu.

Jak sestavit lis pro palivové brikety s vlastními rukama, dozvíte se v tomto článku.

Podobně i výpočet zbývajících částí systému dodávek tepla distributorů. Při výpočtu topného systému z rozdělovače se hlavní cirkulační kroužek volí nejčastěji zatíženým topným zařízením. Hydraulický výpočet se provádí 1. směrem.

Top