Хидравлично изчисляване на изчислението на отоплителната система + площ

Отопление на базата на циркулация на топла вода - най-често срещаната възможност за уреждане на частна къща. За компетентното развитие на системата е необходимо да има предварителни резултати от анализа, т.нар. Хидравлично изчисление на отоплителната система, свързващо налягането на всички участъци от мрежата с диаметрите на тръбите.

Тази статия подробно описва метода на изчисление. За да разберем по-добре алгоритъма на действията, прегледахме изчислителната процедура, като използваме конкретен пример.

Придържайки се към описаната последователност, ще бъде възможно да се определи оптималният диаметър на основната линия, броя на отоплителните уреди, котелната мощност и други параметри на системата, необходими за организиране на ефективно индивидуално подаване на топлина.

Концепцията за хидравлични изчисления

Определящият фактор в технологичното развитие на отоплителните системи се превърна в обичайната икономия на енергия. Желанието за спестяване ви прави по-внимателен подход към дизайна, избора на материали, методите за монтаж и експлоатация на отоплението за дома.

Ето защо, ако решите да създадете уникална и преди всичко икономична отоплителна система за вашия апартамент или къща, тогава ви препоръчваме да прочетете правилата за изчисление и дизайн.

Работата на топлопреносната мрежа се състои в предаване на изчисленото количество топлинна енергия на устройствата, които пренасят топлината към потребителя. Задачата на хидравличното изчисление е изборът на тръби, които осигуряват минимални топлинни загуби при преминаването на охлаждащата течност през обширна отоплителна мрежа Количеството топлинна енергия, предавана на устройствата, зависи от консумацията на топлина и от температурната разлика при охлаждане на охлаждащата течност. В двутръбните вериги са ориентирани към температурната разлика във всички устройства При извършване на хидравлични изчисления за еднотръбна схема, температурната разлика във всички щрангове се приема като отправна точка. Целта на изчислението е изборът на тръби, чрез които изчисленият дебит на охлаждащата течност може да циркулира. Тръбите обикновено се качват според представения асортимент, затова винаги има известна грешка в изчисленията. Дебитът на охлаждащото средство при производството на изчислението не се определя предварително, а се определя чрез свързване на параметрите на налягането във всички пръстени на системата Първо, изчисленията се извършват на главния циркулационен пръстен. Той е разделен на секции и изчислява дебита на охлаждащата течност и загубата на налягане, насочени към триене при движение на вода или пара по контура След определяне на параметрите на основния циркулационен пръстен се извършват подобни изчисления за вторичните пръстени. Според резултатите от циркулирането му във всички части на системата, изберете диаметъра на тръбата, за да балансирате налягането във всички компоненти на мрежата

Преди да се определи хидравличното изчисление на системата, трябва ясно и ясно да се разбере, че индивидуалната отоплителна система на апартамент и къща е условно по-голям по отношение на централната отоплителна система на голяма сграда.

Системата за лично отопление се основава на фундаментално различен подход към понятията за топлина и енергия.

Същността на хидравличното изчисление е, че дебитът на охлаждащата течност не е зададен предварително със значително приближение към действителните параметри, а се определя чрез свързване на диаметрите на тръбите с параметрите на налягането във всички пръстени на системата

Достатъчно е да се направи тривиално сравнение на тези системи според следните параметри.

1. Системата за централно отопление (котелно-апартамент-апартамент) се базира на стандартни видове енергоносители - въглища, газ. В една автономна система можете да използвате почти всяко вещество, което има висока специфична топлина на горене, или комбинация от няколко течни, твърди, гранулирани материали.
2. DSP е изграден върху обикновени елементи: метални тръби, "тромави" батерии, спирателни клапани. Индивидуалната отоплителна система ви позволява да комбинирате различни елементи: многосекционни радиатори с добро разсейване на топлината, високотехнологични термостати, различни видове тръби (PVC и мед), кранове, щепсели, фитинги и разбира се собствени по-икономични котли, циркулационни помпи.
3. Ако влезете в апартамента на типична панелна къща, построена преди 20-40 години, виждаме, че отоплителната система се свежда до наличието на 7-клетъчна батерия под прозореца във всяка стая на апартамента плюс вертикална тръба през цялата къща (щранг), с която можете да „общувате” с съседи отгоре / отдолу. Дали е автономна отоплителна система (ASO) - позволява да се изгради система от всякаква сложност, като се вземат предвид индивидуалните желания на наемателите на апартамента.
4. За разлика от DSP, отделна отоплителна система отчита доста внушителен списък от параметри, които влияят на преноса, потреблението на енергия и топлинните загуби. Температурни условия на околната среда, необходимия диапазон на температурата в помещенията, площта и обема на помещението, броя на прозорците и вратите, предназначението на помещенията и др.

По този начин, хидравличното изчисление на отоплителната система (GDF) е условен набор от изчислени характеристики на отоплителната система, която предоставя изчерпателна информация за такива параметри като диаметъра на тръбите, броя на радиаторите и клапаните.

Този тип радиатор е инсталиран в повечето панелни къщи в постсъветското пространство. Спестяване на материали и липса на дизайнерски идеи "на лицето"

GDFS ви позволява да изберете правилната пръстенна водна помпа (котел за отопление) за транспортиране на топла вода до крайните елементи на отоплителната система (радиатори) и в резултат на това да имате най-балансирана система, която пряко влияе върху финансовите инвестиции в частта за отопление на жилището.

Друг вид радиатор за DSP. Това е по-гъвкав продукт, който може да има произволен брой ребра. Така можете да увеличите или намалите зоната за топлообмен

Последователността на етапите на изчисление

Говорейки за изчислението на отоплителната система, отбелязваме, че тази процедура е най-неясната и важна от гледна точка на дизайна.

Преди да извършите изчислението, трябва да направите предварителен анализ на бъдещата система, например:

• задаване на топлинния баланс във всички и конкретно във всяка стая на апартамента;
• одобрява регулатори на температура, клапани и регулатори на налягането;
• избор на радиатори, повърхности за пренос на топлина, панели за пренос на топлина;
• идентифициране на зоните на системата с максимална и минимална консумация на топлоносител.

Освен това е необходимо да се определи общата схема на транспортиране на охлаждаща течност: пълна и малка верига, еднотръбна система или двутръбна магистрала.

В резултат на хидравличните изчисления се получават няколко важни характеристики на хидравличната система, които дават отговори на следните въпроси:

• каква трябва да бъде мощността на източника на отопление;
• какъв е дебитът и скоростта на охлаждащата течност;
• Какъв е диаметърът на главния тръбопровод на топлопровода?
• какви са възможните загуби на топлина и масата на охлаждащата течност.

Друг важен аспект на хидравличното изчисление е процедурата за балансиране (свързване) на всички части (разклонения) на системата при екстремни термични условия с помощта на контролни устройства.

Съществуват няколко основни вида нагревателни продукти: чугунени и алуминиеви мултисекционни, стоманени панели, биметални радиатори и покривачи. Но най-често срещаните са алуминиевите многосекционни радиатори.

Очакваната площ на тръбопроводната линия е участък с постоянен диаметър на самата линия, както и неизменяем поток от гореща вода, който се определя от формулата за топлинния баланс на помещенията. Изброяването на проектните зони започва от помпата или от източника на топлина.

Примерни първоначални условия

За по-конкретно обяснение на всички детайли на хидравличния пропуск, ние вземаме конкретен пример за обичайното жилищно пространство. Разполагаме с класически 2-стаен апартамент от панелна къща, с обща площ от 65, 54 м ², който включва две стаи, кухня, отделна тоалетна и баня, двоен коридор, две тераси.

След въвеждане в експлоатация е получена следната информация относно готовността на апартамента. Описаният апартамент включва стени с монолитни стоманобетонни конструкции, обработени с шпакловка и грунд, прозорци от профил с две камерни стъкла, интериорни врати с пресовани торси и керамични плочки на пода на банята.

Типична 9-етажна къща с четири входа. На всеки етаж има 3 апартамента: един двустаен и два тристайни. Апартаментът се намира на пети етаж

В допълнение, представените жилища вече са оборудвани с медни проводници, дистрибутори и отделен предпазител, газова печка, баня, мивка, тоалетна, тоалетна кърпа, мивка.

И най-важното в дневните, банята и кухнята вече има алуминиеви радиатори. Въпросът за тръбите и котела остава отворен.

Как се събират данните

Хидравличното изчисляване на системата се основава предимно на изчисления, свързани с изчисляването на отоплението върху площта на помещението.

Следователно е необходимо да има следната информация: \ t

• площта на всяка отделна стая;
• размери на съединителите за прозорци и врати (вътрешните врати практически нямат ефект върху топлинните загуби);
• климатични условия, особености на региона.

Ще продължим от следните данни. Площта на общото помещение е 18.83 м ², спалнята е 14.86 м ², кухнята е 10.46 м ², балконът е 7.83 м ² (общо), коридорът е 9.72 м ² (общо), банята е 3.60 m ², тоалетна - 1.5 m ² . Входните врати са с размер 2, 20 м ², витрината на общото помещение е 8, 1 м ², прозорецът на спалнята е 1, 96 м ², кухненският прозорец е 1, 96 м ² .

Височината на стените на апартамента е 2 метра 70 см. Външните стени са направени от бетон от клас В7 плюс вътрешна мазилка с дебелина 300 мм. Вътрешни стени и прегради - лагер 120 мм, обикновен - 80 мм. Подът и съответно таванът от бетонни плочи клас В15, дебелина 200 мм.

Оформлението на този апартамент дава възможност за създаване на единичен отоплителен клон, преминаващ през кухнята, спалнята и хола, който ще осигури средна температура от 20-22⁰C в стаите (+).

Какво ще кажете за околната среда? Апартаментът се намира в къщата, която се намира в средата на микрорайон на малък град. Градът е разположен в определена низина, височината над морското равнище е 130-150 м. Климатът е умерено-континентален с прохладни зими и доста топло лято.

Средна годишна температура + 7.6 ° C. Средната януарска температура е -6, 6 ° C, юли + 18, 7 ° C. Вятърът е 3.5 m / s, средната влажност е 74%, а количеството на валежите е 569 mm.

Анализирайки климатичните условия на региона, трябва да се отбележи, че се занимаваме с голям диапазон от температури, което от своя страна засяга специалното изискване за регулиране на отоплителната система на апартамента.

Мощност на топлогенератора

Един от основните компоненти на отоплителната система е котелът: електрически, газов, комбиниран - на този етап няма значение. Тъй като основната ни характеристика е важна за нас - мощност, т.е. количеството енергия за единица време, което ще се изразходва за отопление.

Мощността на самия котел се определя от формулата по-долу:

Wotla = (стая) W / 10,

когато:

• S помещение е сумата от площите на всички помещения, които изискват отопление;
• Woodel - плътност на мощността, съобразена с климатичните условия на мястото (затова е необходимо да се знае климатът на региона).

Това е характерно, за различните климатични зони имаме следните данни:

• северни райони - 1.5 - 2 kW / m ² ;
• централна зона - 1 - 1, 5 kW / m ² ;
• южни райони - 0.6 - 1 kW / m ² .

Тези цифри са доста произволни, но въпреки това дават ясен цифров отговор за влиянието на околната среда върху отоплителната система на апартамента.

Тази карта показва климатичните зони с различни температури. От местоположението на жилището по отношение на зоната и това зависи от това колко трябва да похарчите за отопление на квадратен метър енергия (+)

Общата площ на апартамента, която трябва да се отоплява, е равна на общата площ на апартамента и е равна, т.е. 65.54-1.80-6.03 = 57.71 м2 (минус балкона). Специфичната мощност на котела за централния район със студена зима е 1.4 kW / m2. Така, в нашия пример, изчислената мощност на отоплителния котел е равна на 8.08 kW.

Динамични параметри на охлаждащата течност

Пристъпваме към следващия етап на изчисленията - анализ на консумацията на охлаждаща течност. В повечето случаи отоплителната система на апартамента е различна от другите системи - това се дължи на броя на отоплителните панели и на дължината на тръбопровода. Налягането се използва като допълнителна “движеща сила”, която се движи вертикално през системата.

В частни едно- и многоетажни сгради, стари панелни жилищни сгради, се използват отоплителни системи с високо налягане, което позволява транспортирането на топлинния агент до всички части на обширна, многооконна отоплителна система и повишаване на водата до цялата височина (до 14-ия етаж) на сградата.

От друга страна, типичен 2- или 3-стаен апартамент с автономно отопление не разполага с такова разнообразие от пръстени и клонове на системата, той включва не повече от три вериги.

Това означава, че транспортирането на охлаждащата течност става чрез естествения процес на потока на водата. Но можете да използвате и циркулационни помпи, отоплението се осигурява от газов / електрически котел.

Препоръчваме използването на циркулационна помпа за отопление на помещения над 100 m ² . Възможно е помпата да се монтира както преди, така и след котела, но обикновено се поставя на "връщане" - температурата на носача е по-ниска, въздушният поток е по-малък, животът на помпата е по-дълъг.

Експертите в областта на проектирането и монтажа на отоплителните системи определят два основни подхода по отношение на изчисляването на обема на охлаждащата течност:

1. Според действителния капацитет на системата. Всички обеми кухини, без изключение, се сумират там, където ще тече поток от гореща вода: сумата на отделните секции на тръбите, секциите на радиаторите и др. Но това е доста отнемащо време опция.
2. С мощност на котела. Тук мненията на експертите се различават много силно, някои казват 10, а останалите 15 литра на единица котелна мощност.

От прагматична гледна точка е необходимо да се вземе предвид фактът, че вероятно отоплителната система не само ще доставя топла вода за помещението, но и ще загрява водата за баня / душ, мивка, мивка и сушилня и може би за хидромасаж или джакузи. Тази опция е по-лесна.

Затова в този случай препоръчваме да инсталирате 13.5 литра на единица мощност. Умножавайки този брой с мощността на котела (8.08 kW), получаваме изчисления обем на водната маса - 109.08 литра.

Изчислената скорост на охлаждащата течност в системата е самият параметър, който ви позволява да изберете определен диаметър на тръбата за отоплителната система.

Изчислява се по следната формула:

V = (0.86 * W * k) / t-до,

когато:

• W - мощност на котела;
• t е температурата на доставяната вода;
• температура на водата в обратната верига;
• k - КПД на котела (0.95 за газов котел).

Подставяйки изчислените данни във формулата, имаме: (0.86 * 8080 * 0.95) / 80-60 = 6601.36 / 20 = 330 kg / h. Така за един час в системата се преместват 330 l охлаждаща течност (вода), а капацитетът на системата е около 110 l.

Определяне на диаметъра на тръбата

За окончателното определяне на диаметъра и дебелината на отоплителните тръби остава да се обсъди въпросът за топлинните загуби.

Максималното количество топлина излиза от стаята през стените - до 40%, през прозорците - 15%, подът - 10%, всичко останало през тавана / покрива. За един апартамент загубите се характеризират главно чрез прозорци и балконски модули.

Има няколко вида топлинни загуби в отопляваните помещения:

1. Поток на загуба на налягане в тръбата . Този параметър е право пропорционален на произведението от специфичните загуби на триене вътре в тръбата (предоставени от производителя) и общата дължина на тръбата. Но като се има предвид настоящата задача, тези загуби могат да бъдат пренебрегнати.
2. Загуби на главата при местни съпротивления на тръбите - разходи за отопление на арматура и вътрешно оборудване. Но предвид условията на проблема, малък брой фитинги и броя на радиаторите, тези загуби могат да бъдат пренебрегнати.
3. Загубата на топлина въз основа на местоположението на апартамента . Има и друг вид топлинни разходи, но те са повече свързани с местоположението на помещението спрямо останалата част от сградата. За обикновен апартамент, който се намира в средата на къщата и е в непосредствена близост до ляво / дясно / отгоре / отдолу с други апартаменти, топлинните загуби през страничните стени, тавана и пода са почти равни на "0".

Възможно е само да се вземат предвид загубите през предната част на апартамента - балкона и централния прозорец на общата стая. Но този въпрос е затворен с добавянето на 2-3 секции към всеки един от радиаторите.

Стойността на диаметъра на тръбата се избира в зависимост от дебита на охладителя и скоростта на циркулацията му в отоплителната линия

Анализирайки горепосочената информация, заслужава да се отбележи, че за изчислената скорост на гореща вода в отоплителната система е известна табличната скорост на движение на водните частици по отношение на стената на тръбата в хоризонтално положение 0, 3-0, 7 m / s.

За да помогне на капитана, представяме така наречения контролен списък за извършване на изчисления за типично хидравлично изчисление на отоплителна система:

• събиране на данни и изчисляване на мощност на котела;
• обем и скорост на охладителя;
• загуба на топлина и диаметър на тръбата.

Понякога по време на грешна преценка, можете да получите достатъчно голям диаметър на тръбата, за да покриете изчисления обем на охладителя. Този проблем може да бъде решен чрез увеличаване на преместването на котела или добавяне на допълнителен разширителен съд.

На нашия сайт има блок от статии, посветен на изчисляването на отоплителната система, съветваме ви да прочетете:

1. Термично изчисление на отоплителната система: как правилно да се изчисли натоварването на системата
2. Изчисляване на загряването на водата: формули, правила, примери за изпълнение
3. Топлотехническо изчисление на сграда: специфичност и формули за извършване на изчисления + практически примери

Заключения и полезно видео по темата

Характеристики, предимства и недостатъци на циркулационни системи за естествена и принудителна охладителна система за отоплителни системи:

Обобщавайки общите хидравлични изчисления, резултатът е специфични физически характеристики на бъдещата отоплителна система.

Естествено, това е опростена схема за изчисление, която дава приблизителни данни за хидравличното изчисление на отоплителната система на типичен двустаен апартамент.

Опитвате се самостоятелно да извършите хидравличното изчисляване на отоплителната система? Или може би не са съгласни с посочения материал? Очакваме вашите коментари и въпроси - блокът за обратна връзка се намира по-долу.