Правилно извършените хидравлични изчисления на етапа на проектиране ще помогнат за безпроблемната работа на отоплителната система. Те ще ви позволят да разберете точните разходи за всеки от елементите на веригата и в идеалния случай ще помогнат за минимизиране на разходите за ремонт на тръби, тяхната експлоатация и разходи за енергия. В този случай отоплителният кръг трябва да работи стабилно и безшумно.
Защо е необходимо хидравлично изчисление?
При хидравличното изчисление се намират решения за следните важни проблеми:- Изчислете загубата на налягане в определени участъци от отоплителния кръг.
- Определете оптималния диаметър на тръбите, използвани за полагане на отопление, въз основа на препоръчителната скорост на охлаждащата течност.
- Изчислете топлинните загуби и стойността на минималното налягане в системата.
- Свържете правилно успоредните хидравлични клони и устройствата, монтирани в тях. Ще се извършва с помощта на контролни клапани.
Алгоритъм за изчисление
За да извършите пълно хидравлично изчисление на системата, първо трябва да преминете през няколко етапа:- Задайте топлинния баланс за всяка отделна стая.
- Изберете и инсталирайте отоплителни уреди по целия периметър на сградата или само в тази част от нея, където се намират отопляемите помещения.
- Изработете окончателната аксонометрична диаграма, показваща дължините на топлинните секции на проектирането и натоварванията на топлопровода.
- Инсталирайте затворена верига на системата, която ще бъде крайната връзка в последователни участъци от тръбопровода. При двутръбна система те отиват от източника на топлина до най-отдалеченото отоплително устройство, а в еднотръбната система отиват до клона на щранга на инструмента.
- Вземете окончателни решения за мястото на монтаж на всички топлоизточници, тръбопроводи, спирателна и контролна арматура.
- загуби на налягане в определени участъци от отоплителната мрежа;
- диаметър и капацитет на тръбата;
- загуба на налягане в общата система;
- оптимален дебит.
Изчисление на хидравлични тръби
Ефективността на отоплителната система до голяма степен зависи от правилността на избрания диаметър на тръбата, докато можете да се съсредоточите върху индикаторите по-долу.За металопластични тръби:
- D16 mm - границите на мощността варират от 2,8 до 4,5 kW;
- D20 mm - стойностите могат да бъдат от 5 до 8 kW;
- D26 mm - от 8 до 13 kW;
- D32 mm - 13-18 kW.
- D20 mm - стойността на мощността е от 4 до 7 kW;
- D25 mm - от 6 до 11 kW;
- D32 mm - от 10 до 18 kW;
- D40 mm - границите варират от 16 до 28 kW.
Номерирането на изчислените участъци от тръбопровода започва от източника на топлина. Възловите точки, разположени на местата на тръбопровода, са обозначени с главни букви, но на сглобяемите тръбопроводи те са обозначени с щрих. В клоновете на разпределителните инструменти такива възли са обозначени с арабски цифри. Дължините на изчислените тръбопроводи се определят според плановете за отопление, направени в скала. Те вървят с точност до 0,1 метра.
Изчисляване на потока на охлаждащата течност
Обемът на използваната охлаждаща течност, която се предлага в радиатори и тръби, трябва да осигури нормална температура вътре в къщата, независимо какво ще бъде времето извън стените й.Изчислява се по формулата:
M = Q/Cp x P делта t, където
- Q е общата мощност на отоплителната система, kW;
- Cp е индикатор за специфичния топлинен капацитет на водата, обикновено се приема равен на 4,19 kJ / (kg „умножено по“ градуси по Целзий);
- P delta t е температурната разлика на входа и изхода на системата, за чието изчисляване се вземат „възвратният“ и дебитът на котела.
За да получите точната стойност, трябва да изчислите мощността на всички радиатори, към които се подава охлаждащата течност. Изчисленията се извършват за тръби пред всяка батерия.
Хидравлично изчисляване на скоростта на охлаждащата течност
Важен индикатор, който също се изчислява за всички участъци на тръбата, докато не бъде свързан към радиатора. Скоростта на течността се изчислява по формулата:V = m/p x f, където
- m е загубата на охлаждащата течност в определен участък от тръбата, kg/s;
- p е плътността на водата, kg / cu. m (приема се за 1000 кг / кубичен метър);
- f е площта на тръбата в напречно сечение, кв. м.
f = Pi x r2, където
- r2 е вътрешният диаметър на тръбата, разделен на 2;
- Pi е математическа константа, равна на 3,14.
Изчисляване на локални съпротивления
Те падат на кръстовището на тръби с фитинги, клапани или отоплително оборудване. Загубата на глава в този случай се изчислява по формулата:делта r m.s. = Сума Y x V/2 x p, където
- делта р м.с. – загуба на налягане върху локални съпротивления, Pa;
- Summa Y - сумата от коефициентите на всички локални съпротивления в секцията (за всеки отделен фитинг производителят посочва свой собствен коефициент);
- V е скоростта на охлаждащата течност, преминаваща през тръбите, m/s;
- p е плътността на течността, циркулираща в отоплителната система, kg / cu. м.
Изчисляване на загубите на налягане във веригата
Изчисленията отчитат както "връщането", така и предлагането. Формулата изглежда така:делта P p \u003d R x L, където
- delta P p е потокът на налягането в системата, Pa;
- R - специфичен разход за триене във вътрешната част на тръбата, Pa / m (стойността му е посочена от производителя);
- L е дължината на изчисления участък от тръбопровода, m.
Стойностите на скоростта на охлаждащата течност трябва да са в диапазона от 0,25 до 1,5 m/s. Ако тази цифра е по-висока, ще се чуе шум в тръбите, а ако падне под минималната стойност, тогава рискът от проветряване на системата ще се увеличи.
Извършване на хидравлични изчисления в Excel
Има няколко професионални и любителски програми, които след въвеждане на формулите помагат да се изчислят всички необходими параметри. Най-популярният е Excel. В него няма декодиране на формули, така че те трябва да бъдат проучени предварително, за да се заменят само необходимите стойности.За да извършите изчисления в Excel, трябва предварително да подготвите последователност от действия и да изберете необходимите формули.
Приблизителното попълване на полетата в таблицата на тази програма е както следва:
- Изпълнява се таблица с имената на индикаторите, тяхната стойност и изразната единица.
- Въвеждат се данни за изчисление, някои от които са взети от указатели, други се задават въз основа на опит или характеристики на оборудването.
- Въвеждат се формули и алгоритми за изчисление.
По-долу е даден видеоклип, който показва как да извършите хидравлично изчисление на отоплителната мрежа за всеки конкретен параметър в програмата ZuluNetTools, последвано от дестилация на резултатите в таблици на Excel:
Характеристики на извършване на изчисления в едно- и двутръбна система
Ако при двутръбна схема има преминаващо движение на охлаждащата течност, тогава за изчисленията се избира пръстен с по-натоварен щранг, който се завързва през долния радиатор, а при еднотръбна система пръстенът с най-много се избира силно натоварен щранг.Ако се използва задънено движение на гореща вода, тогава за двутръбна схема се взема пръстенът на долната батерия, монтиран в най-далечния щранг. При хоризонтален тип окабеляване се използва най-натовареният клон на сутеренния етаж.
Видео: Първото независимо хидравлично изчисление
Следното видео предлага да разберете какъв е принципът на такива изчисления, както и как могат да се извършват с помощта на специална програма Valtec, Excel или обикновени математически изчисления:По-добре е да отделите време веднъж за хидравличните изчисления на отоплителната система, отколкото да се окажете в непредвидени обстоятелства през зимата без нея. Ремонтните работи и студът в къщата ще струват много повече, дори ако поръчате изчисления от частен търговец.
От правилния избор на всички елементи на системата за отопление на водата, тяхната инсталация, ефективността на нейната работа, условията на безпроблемна и икономична работа до голяма степен зависят. Колко икономично и ефективно ще бъде отоплението в къщата ще покажат първоначалните инвестиции на етапа на монтаж и монтаж на системата. Нека разгледаме по-подробно как се извършва хидравличното изчисление на отоплителните системи, за да се определи оптималната мощност на отоплителната система.
Ефективността на отоплителната система "на око"
До голяма степен тези разходи зависят от:
- необходимите диаметри на тръбопровода
- фитинги и свързани отоплителни уреди
- адаптери
- контролни и спирателни вентили
Желанието за минимизиране на тези разходи не трябва да бъде за сметка на качеството, но трябва да се запази принципът на разумната достатъчност, определен оптимум.
В повечето съвременни индивидуални отоплителни комплекси, електрически помпиза да се осигури принудителна циркулация на охлаждащата течност, която често се използва антифриз антифриз състави. Хидравличното съпротивление на такива отоплителни системи за различните видове охлаждащи течности ще бъде различно.
Като се има предвид непрекъснато нарастващата цена на енергийните носители (всички видове гориво, електричество) и консумативи (топлоносители, резервни части и др.), трябва да се стремим от самото начало да се влага в системата принципа на минимизиране на разходите за експлоатация на системата. Отново, въз основа на оптималното им съотношение за решаване на проблема за създаване на комфортен температурен режим в отопляеми помещения.
Разбира се, съотношението на мощността на всички елементи на отоплителната система трябва да осигури оптимален режим на подаване на топлоносителкъм отоплителни уреди в обем, достатъчен за изпълнение на основната задача на цялата система - отопление и поддържане на даден температурен режим вътре в помещението, независимо от промените във външните температури. Елементите на отоплителната система включват:
- бойлер
- помпа
- диаметър на тръбата
- контролни и спирателни вентили
- термични уреди
Освен това е много добре, ако първоначално в проекта е включена определена „еластичност“, което позволява преминаване към друг вид охлаждаща течност(смяна на вода с антифриз). Освен това отоплителната система, с променящи се режими на работа, по никакъв начин не трябва да внася дискомфорт във вътрешния микроклимат на помещенията.
Хидравлично изчисление и задачи за решаване
В процеса на извършване на хидравличното изчисление на отоплителната система се решава доста голям набор от въпроси, за да се гарантира изпълнението на горните и редица допълнителни изисквания. По-специално, диаметърът на тръбите във всички сектори се намира според препоръчаните параметри, включително дефиницията на:
- скорост на движениетоантифриз;
- оптимален топлопреносна всички секции и устройства на системата, като се вземе предвид осигуряването на нейната икономическа осъществимост.
В процеса на движение на охлаждащата течност е неизбежно триене в стената на тръбата, има загуби на скорост, особено забележими в области, съдържащи завои, завои и т.н. Задачите на хидравличното изчисление включват определяне на загубата на средна скорост на движение или по-скоро налягане в секции на системата, подобни на посочените, за общо отчитане и включване в проекта на необходимите компенсатори. Успоредно с определянето на загубата на налягане е необходимо да се знае необходимия обем, наречен дебит, на охлаждащата течност в цялата проектирана система за отопление на водата.
Като се има предвид разклонението на съвременните отоплителни системи и проектните изисквания за изпълнение на най-често срещаните схеми на окабеляване, например приблизителното равенство на дължините на клоните в колекторната верига, хидравличното изчисление дава възможност да се вземат предвид такива характеристики. Това ще осигури повече висококачествено автоматично балансиране и свързване на клоновесвързани паралелно или по друг начин. Такива възможности често се изискват по време на работа с използване на заключващи и регулиращи елементи, ако е необходимо да се разединят или блокират отделни клони и посоки, ако се наложи работата на системата в нестандартни режими.
Подготовка на изчислението
Извършването на качествено и подробно изчисление трябва да бъде предшествано от редица подготвителни мерки за изпълнение на графиците за сетълмент. Тази част може да се нарече събиране на информация за изчислението. Като най-трудната част при проектирането на водна отоплителна система, изчисляването на хидравликата ви позволява точно да проектирате цялата й работа. Подготвяните данни трябва да съдържат дефиницията на необходимия топлинен баланс на помещенията, които ще се отопляват от проектираната отоплителна система.
В проекта изчислението се извършва, като се вземе предвид вида на избраните отоплителни уреди, с определени топлообменни повърхности и тяхното поставяне в отопляеми помещения, това могат да бъдат батерии на радиаторни секции или други видове топлообменници. Точките на тяхното поставяне са посочени на етажните планове на къщата или апартамента.
Приетата схема за конфигуриране на системата за отопление на водата трябва да бъде изготвена графично. Тази диаграма показва местоположението на топлогенератора (котела), показва точки за закрепване на отоплителни уреди,полагане на главни входни и изходни линии на тръбопроводи, преминаване на клони на отоплителни уреди. Диаграмата показва подробно разположението на елементите на управляващата и спирателната арматура. Това включва всички видове монтирани кранове и вентили, прехвърлящи вентили, регулатори, термостати. Като цяло всичко, което обикновено се нарича контролни и спирателни вентили.
След определяне на необходимата системна конфигурация на плана, тя трябва да бъде начертайте в аксонометрична проекция на всички етажи. В такава схема на всеки нагревател е присвоен номер, посочена е максималната топлинна мощност. Важен елемент, посочен и за термично устройство в диаграмата, е прогнозната дължина на участъка на тръбопровода за неговото свързване.
Нотация и ред за изпълнение
Плановете задължително трябва да посочват, определени предварително, циркулационен пръстен,наречена основна. Това е задължително затворена верига, включваща всички участъци от тръбопровода на системата с най-висок дебит на охлаждащата течност. При двутръбни системи тези участъци преминават от котела (източник на топлинна енергия) до най-отдалеченото топлинно устройство и обратно към котела. За еднотръбни системи се взема участък от клона - щранг и гръб.
Изчислителната единица е тръбопроводна секция, с постоянен диаметър и ток (консумация) на носител на топлинна енергия. Стойността му се определя въз основа на топлинния баланс на помещението. Приет е определен ред на обозначаване на такива сегменти, като се започне от котела (източник на топлина, генератор на топлинна енергия), те са номерирани. Ако има разклонения от захранващата линия на тръбопровода, обозначаването им се извършва с главни букви по азбучен ред. Същата буква с черта обозначава събирателна точка на всеки клон на обратния главен тръбопровод.
В обозначението на началото на клона на отоплителните устройства е посочен номерът на пода (хоризонтални системи) или клона - щранг (вертикално). Същият номер, но с ход, се поставя в точката на тяхното свързване към връщащата линия за събиране на потоци от охлаждаща течност. Заедно тези обозначения съставете номера на всеки клонселищна зона. Номерацията е по посока на часовниковата стрелка от горния ляв ъгъл на плана. Съгласно плана се определя и дължината на всеки клон, грешката е не повече от 0,1 m.
На етажния план на отоплителната система, за всеки от нейните сегменти, топлинният товар се счита за равен на топлинния поток, предаван от охлаждащата течност, се приема закръглено до 10 W. След определяне за всяко отоплително устройство в клона се определя общото топлинно натоварване на главната захранваща тръба. Както по-горе, тук получените стойности се закръгляват до 10 W. След изчисления всяка секция трябва да има двойно обозначение с индикация в числителя стойности на топлинното натоварване, а в знаменателя - дължина на секцията в метри.
Необходимото количество (скорост на потока) на охлаждащата течност във всяка секция се определя лесно чрез разделяне на количеството топлина в секцията (коригирано с коефициент, който отчита специфичния топлинен капацитет на водата) на температурната разлика между нагрятата и охладената охлаждаща течност в този раздел. Очевидно общата стойност за всички изчислени секции ще даде необходимото количество охлаждаща течност в цялата система.
Без да навлизаме в подробности, трябва да се каже, че по-нататъшните изчисления позволяват да се определят диаметрите на тръбите на всяка секция от отоплителната система, загубата на налягане върху тях и да се балансират хидравлично всички циркулационни пръстени в сложни системи за отопление на водата.
Последици от грешки в изчисленията и начини за тяхното коригиране
Очевидно е, че хидравличното изчисление е доста сложен и отговорен етап в развитието на отоплението. За да се улеснят такива изчисления, а целия математически апарат, има множество версии на компютърни програми, предназначени да автоматизират процеса на неговото изпълнение.
Въпреки това, никой не е имунизиран от грешки. Сред най-често срещаните е изборът на мощността на топлинните уреди без изчислението, посочено по-горе. В този случай, в допълнение към по-високата цена на самите батерии на радиатора (ако мощността е повече от необходимата), системата ще струва скъпоконсумиращи увеличено количество гориво и изискващи по-значителни за поддръжката си. Просто казано, в стаите ще бъде горещо, прозорците са постоянно отворени и ще трябва да плащате допълнително за отопление на улицата. При ниска мощност, опити за отопление ще доведе до работа на котела при повишена мощности също ще изисква високи финансови разходи. Коригирането на такава грешка е доста трудно, може да се наложи напълно да се преработи цялата отоплителна система.
Ако инсталирането на радиаторни батерии е неправилно, ефективността на целия отоплителен комплекс също пада. Такива грешки включват нарушение на инсталацията на батерията. Грешките в тази група могат да намалят наполовина топлопреминаването на най-висококачествените термични уреди. Както в първия случай, желанието за повишаване на температурата в стаята ще доведе до допълнителни разходи за енергия. За да коригирате грешките при монтажа, често е достатъчно да инсталирате отново и да свържете отново батериите на радиатора.
Следващата група грешки се отнася до грешката при определяне на необходимата мощност на топлинния източник и отоплителните уреди. Ако мощността на котела е очевидно по-висока от мощността на отоплителните устройства, той ще работи неефективно, като консумира повече гориво. На лицето двойно превишаване на разходите: в момента на закупуване на такъв котел и по време на работа. За да се коригира ситуацията, ще трябва да се смени такъв котел, радиатори или помпа, или дори всички тръби на системата.
При изчисляване на необходимата мощност на котела може да се направи грешка при определяне на топлинните загуби на сградата. В резултат на това мощността на генератора на топлинна енергия ще бъде надценена. Резултатът ще бъде прекомерен разход на гориво. За да поправите грешката, трябва сменете котела.
Погрешно изчисление на балансирането на системата, нарушаване на изискванията за приблизително равенство на клоните и др., Може да доведе до необходимостта от инсталиране на по-мощна помпа, която позволява на носителя да бъде доставен до устройства за отдалечено отопление в загрято състояние. В този случай обаче е възможно появата на "звуков акомпанимент" под формата на бръмчене, свирка и т.н.Ако такива грешки се направят в системата на топъл воден под, тогава инсталирането на мощна помпа може да доведе до „пеещ под“.
В случай на грешки при определяне на необходимото количество охлаждаща течност или прехвърляне на гравитационната система към принудителна циркулация, нейният обем може да е твърде голям и да има дълъг обхват нагревателите няма да работят. Както и преди, опитите за решаване на проблема чрез увеличаване на интензитета на отопление ще доведат до прекомерна консумация на газ и износване на котела. Проблемът може да бъде разрешен с помощта на нова помпа и хидравлична стрелка, т.е. нагревателната точка все още трябва да бъде преработена.
В крайна сметка може да се каже недвусмислено хидравлично изчислениеотоплителните системи ще гарантират минимизиране на разходите на всички етапи на проектиране, монтаж, монтаж и дългосрочна експлоатация на високоефективна система за отопление на вода.
Пример за хидравлично изчисление (видео)
Най-бързият и лесен начин да направите хидравлично изчисление на отоплителна система е с онлайн калкулатор. Без образование с тесен профил, дори не трябва да се опитвате да извършвате изчисление в електронна таблица на Excel. Купуването на специална програма за много пари, разбира се, също е безсмислено. Съветът е следният: ако искате да избегнете проблеми, незабавно се свържете с добър специалист, които всъщност не са толкова много, така че бъдете внимателни.
Какво е хидравлично изчисление
Хидравличното изчисление се извършва само за големи отоплителни кръгове.
Принципът на работа на системата за водно отопление е, че охлаждащата течност циркулира през тръби и батерии. Това е течност (вода или), която се нагрява в котела и след това се задвижва по целия кръг от циркулационна помпа или поради гравитацията.
Охлаждащата течност по време на циркулация среща хидравлично съпротивление. Освен това течността спира малко поради триене в стените на тръбите. Хидравличното изчисляване на отоплителните системи се извършва, за да се изчисли оптималната стойност на съпротивлението на веригата, при която скоростта на охлаждащата течност ще бъде в нормалния диапазон (2-3 m / s за херметична верига). След приключването на изчисленията научаваме следните ключови параметри:
- за контур;
- мощност на циркулационната помпа;
- брой завъртания за регулиране на всеки радиатор.
Независимо къде е извършено хидравличното изчисление на отоплителната система, на онлайн калкулатор или в Excel, ползите от него трудно могат да бъдат надценени. Тъй като с един изстрел убиваме две зайцета с един удар: веригата работи като часовник и няма превишаване на разходите, защото определено ще знаем оптималните параметри на елементите на системата.
Хидравличното изчисление трябва да се прави само за големи отоплителни системи, които отопляват къщи с площ от 200 кв. м. За малки вериги това е по избор.
Специалистите правят хидравлично изчисление на отоплителната система в електронна таблица на Excel. Това е много сложен процес, който далеч не е възможен за всички хора със специално образование, да не говорим за аматьори. Трябва да разбирате топлотехника, хидравлика, да знаете основите на монтажа и много други. Можете да получите тези знания само във висше учебно заведение. Има специализирани програми за хидравлично изчисление на отоплителната система. Но отново с тях могат да работят само хора със специално образование.
Защо се нуждаем от аксонометрична диаграма
Аксонометричната диаграма е триизмерен чертеж на отоплителна система. Просто е нереалистично да се направи хидравлично изчисление на отоплението без него. Чертежът показва:
- тръбопроводи;
- места за намаляване на диаметъра на тръбите;
- поставяне на топлообменници и друго оборудване;
- места за монтаж на тръбопроводни фитинги;
- обем на батерията.
Топлинната им мощност зависи от размера на батериите, който трябва да е достатъчен за отопление на всяка стая. За да изберете радиатори, трябва да знаете топлинните загуби. Колкото по-големи са те, толкова по-мощни са необходими топлообменниците. Аксонометрията се прави в мащаб.
Хидравлични методи за изчисление
Както вече казахме, хидравличното изчисление може да се направи на онлайн калкулатор, с помощта на специална програма или в електронна таблица на Excel. Първият вариант е подходящ дори за тези, които не разбират нищо от топлотехника и хидравлика. Естествено, този метод може да получи само приблизителни стойности, които не могат да се използват в големи и сложни проекти.
Пример за аксонометрична диаграма.
Софтуерът е много скъп и няма смисъл да го купувате наведнъж, но можете да направите електронна таблица в Excel без инвестиции. Можете да извършите изчислението по различни формули:
- теоретична хидравлика;
- СНИП 2.04.02-84.
Но методът на изчисление може също да се различава: специфични загуби на налягане или характеристики на съпротивление. Последните не могат да се използват за гравитационни системи с естествена циркулация на охлаждащата течност. Когато инсталирате малки двутръбни отоплителни вериги с принудителна циркулация, достатъчно е да следвате няколко прости правила. Основните линии са изработени от полипропиленови тръби с външен диаметър 25 мм. Изходите към радиаторите са направени от тръби 20 мм. И ние писахме за това как да изберем помпа.
Пример за хидравлично изчисление в Excel
Веднага отбелязваме, че най-простото хидравлично изчисление на отоплителната система ще бъде описано по-долу. Направено е примерно изчисление с помощта на формулите на теоретичната хидравлика за прав тръбопровод в хоризонтална равнина с дължина 100 м. Използва се тръба с външен диаметър 108 mm и дебелина на стената 4 mm.
Хидравлично изчисление в Excel.
За изчисления се нуждаем от следните първоначални данни:
- консумация на вода;
- температура на пода и връщане;
- условно преминаване на тръбата;
- дължина на контура;
- грапавост на тръбата;
- общ коефициент на съпротивление.
Използвайки примера за хидравлично изчисление на отоплителна система, трябва да определим три основни критерия - това са загуби на налягане от триене (PDR), загуби на налягане при локални съпротивления (PDMS) и загуби на налягане в тръбопровода (PDTp). Всички стойности трябва да са в Pascals (Pa). Формулите по-долу ще бъдат изчислени в kg/cm. кв. За преобразуване на kg/cm. квадратни метра в паскали, умножени по 9,18 и по 10 хиляди.
За да изчислим MTP, трябва да умножим характеристиката на хидравличното съпротивление по делтата на температурата на охлаждащата течност. За да изчислим PDMS, е необходимо да умножим средната плътност на водата по PDt, коефициента на хидравлично триене и по 1 хил. След това разделяме получената стойност на 2, след това на 9,18 и 10 хил. Загубите на налягане в тръбопровода се изчисляват чрез сумиране на PDt и PDtp.
Резултати
За да направите хидравлично изчисление на отоплителна система, използвайте програма, онлайн калкулатор или електронна таблица на Excel. С пример показахме, че е невъзможно човек без специализирано образование да прави правилни изчисления. Затова най-добрият вариант е да го поръчате от специалист. Ако къщата е малка, тогава изчислението не е необходимо.
Спестяването на топлина в дома до голяма степен зависи от компетентното изчисление на хидравликата, нейната правилна инсталация и употреба. Всички елементи на отоплителната система (котел, топлопроводими тръби и радиатори, които отделят топлина) трябва да бъдат свързани помежду си, така че да се поддържат оригиналните параметри на системата, независимо кой сезон е извън прозореца и какви са натоварванията.
Какво означава изчисляването на хидравликата и защо е необходимо
Да се направи хидравлично изчисление на отоплението означава правилно да се изберат параметрите на определени участъци от мрежата, като се вземе предвид налягането, така че през тях да се осъществява определен поток на охлаждащата течност.
Това изчисление дава възможност да се определи:
- Загуби на налягане в различни части на мрежата;
- пропускателна способност на тръбопровода;
- Оптимален поток на течността;
- Необходими индикатори за хидравлично балансиране.
Комбинирайки всички получени данни, можете да изберете отоплителни помпи.
Основната цел на изчислението на хидравликата е да се гарантира, че изчислените разходи за източника на топлина съответстват на действителните.
Количеството топлинен източник, влизащо в радиаторите, трябва да бъде такова, че да се получи топлинен баланс вътре в сградата, като се вземе предвид температурата на улицата и температурата, зададена от потребителя за всяка стая поотделно.
Ако отоплението е автономно, можете да използвате следните методи за изчисление:
- Използване на характеристиките на съпротивлението и проводимостта;
- Според единични разходи;
- Чрез сравняване на динамично налягане;
- За различни дължини, намалени до един индикатор.
Изчисляването на хидравликата е един от най-важните етапи в разработването на отоплителни системи с течен топлоносител.
Преди да продължите с прилагането му, трябва:
- Определете топлинния баланс в необходимите помещения;
- Изберете вида на отоплителните уреди и ги поставете върху чертежите на сградата;
- Решаване на въпроси относно конфигурацията на отоплителната система, както и относно видовете използвани тръби и фитинги;
- Начертайте диаграма на отоплителната система, където ще се виждат номерата, натоварванията и дължините на необходимите секции;
- Определете основния циркулационен пръстен, по който се движи охлаждащата течност.
Обикновено за сгради с малък брой етажи се използва двутръбна отоплителна система, а за сгради с голям брой етажи се използва еднотръбна отоплителна система.
Автоматично хидравлично изчисление на отоплителната система Excel
За да е по-удобно да правите хидравлични изчисления, можете да използвате различни компютърни програми, които ви позволяват да извършвате точни изчисления. Една от най-популярните програми е Excel.
Между другото, ако не знаете основите на хидравликата, тогава ще ви бъде трудно да направите това, дори в компютърни програми. Това се дължи на факта, че в някои от тях няма декодиращи формули и изчисления на съпротивлението в особено сложни вериги.
Характеристики на някои програми:
- OvertopCO и DanfossCO могат да изчисляват системи за естествена циркулация;
- HERZ C.O. 3.5 - работи по метода за изчисляване на специфичните загуби на налягане;
- Potok - перфектно се справя с изчисленията на променящите се температурни разлики по щранговете.
При въвеждане на данни за температурата е необходимо да се изясни дали изчислението е в Целзий или в Келвин.
Що се отнася до работата в Excel, използването на електронни таблици е много удобно. Просто трябва да знаете последователността на действията и точните изчислителни формули. Първо се избира желаната клетка, в която се въвеждат данни. По-нататъшното изчисление се извършва чрез автоматично прилагане на формули.
- Разликата между топъл и студен източник на топлина за двутръбна система или дебит на течността за еднотръбна система;
- Скоростта на движение на източника на топлина и неговия поток;
- Плътността на течността и параметрите на изследваните зони (тяхната дължина в метри и броя на инструментите, разположени там).
За да изчислите размерите на тръбите във всяка секция, просто е удобно да използвате таблици на Excel.
Как да изчислим хидравличното съпротивление на отоплителната система
За да решите от какъв материал да вземете тръбите, трябва да разберете хидравличното съпротивление във всички части на отоплителната система и да го сравните.
Съпротивление може да възникне в самата тръба поради огъвания, стеснения или разширения, както и при връзки между сферични кранове, тройници или балансиращи устройства.
Изчисленият участък обикновено се счита за тръба с постоянен дебит, равен на планирания топлинен баланс на помещението.
За изчисляване на загубите се вземат следните данни, като се вземе предвид съпротивлението на армировката:
- Диаметър и дължина на тръбата в желания участък;
- Параметри на управляващи вентили от производителя;
- Скоростта, с която се движи охлаждащата течност;
- Грапавостта на тръбопровода и дебелината на стените му;
- Данни от наръчника: загуба на триене и неговият коефициент, плътност на течността.
Ако трябва да изчислите независимо специфичната загуба от триене, трябва да знаете външния диаметър на тръбата, дебелината на стената й и скоростта, с която се подава течността.
За да намерите хидравличното съпротивление в една област, можете да използвате формулата на Дарси-Вайсбах:
Хидравлика на отоплителната система и нейното свързване
Балансирането на спада на налягането в отоплителната система се извършва с помощта на спирателни и контролни клапани.
Хидравличната връзка се изчислява въз основа на:
- Параметри на тръбата за динамично съпротивление;
- Технически характеристики на фитингите;
- Общата консумация на топлинния източник;
- Броят на наличните съпротивления в изчислената област.
Тук трябва да се има предвид, че дебитът, спада на налягането и закрепванията се определят отделно за клапаните. Според тези характеристики се изчисляват коефициентите на топлинния източник, влизащ във всеки щранг и след това в радиаторите.
Липсата на хидравлично балансиране в отоплителната система може да доведе до факта, че в някои помещения ще бъде много трудно да се постигне желаната температура.
Хидравличното съпротивление в главния циркулационен пръстен е равно на сумата от загубите на локалните системи, първи контур, топлообменник и топлогенератор.
Хидравлично изчисление на отоплителната система (видео)
Извършвайки хидравлично изчисление, правите отоплителната система по-съвършена, като правилно избирате нейните параметри, така че при всяко време, при всяко натоварване, дебитът на топлинния източник да не надвишава посочените норми.
Какво е хидравлично изчисление на отоплителна система? Какви количества трябва да се изчислят? И накрая, основното: как да ги изчислим, без да имаме точните стойности на хидравличното съпротивление на всички секции, нагреватели и елементи на клапани? Нека го разберем.
Какво очакваме
За всяка отоплителна система най-важният параметър е нейната топлинна мощност.
Дефинира се:
- Температурата на охлаждащата течност.
- Топлинна мощност на отоплителните уреди.
Забележка: в документацията последният параметър е посочен за фиксирана температурна делта между температурата на охлаждащата течност и въздуха в отопляемото помещение при 70 C.
Намаляването на температурната делта наполовина ще доведе до двукратно намаляване на топлинната мощност.
Засега ще оставим методите за изчисляване на топлинната мощност зад кулисите: на тях са посветени достатъчно тематични материали.
Въпреки това, за да се осигури пренос на топлина от трасето или котела към нагревателите, са важни още два параметъра:
- Вътрешната секция на тръбопровода, обвързана с неговия диаметър.
- Дебитът в този тръбопровод.
В автономна отоплителна система с принудителна циркулация е важно да знаете още няколко стойности:
- Хидравлично съпротивление на веригата. Изчисляването на хидравличното съпротивление на отоплителната система ще определи изискванията за налягането, създадено от циркулационната помпа.
- Дебитът на охлаждащата течност през веригата, определен от производителността при подходящо налягане.
Проблеми
Както казват в Одеса, „те са“.
За да изчислите общото хидравлично съпротивление на веригата, трябва да вземете предвид:
- Устойчивост на прави тръбни участъци. Определя се от техния материал, вътрешен диаметър, дебит и грапавост на стената.
- Устойчивост на всеки завой и преход на диаметъра.
- Съпротивление на всеки елемент от клапани.
- Устойчивост на всички нагреватели.
- Съпротивление на топлообменника на котела.
Събирането на всички необходими данни очевидно ще се превърне в проблем дори в най-простата схема.
Какво да правя?
Формули
За щастие, за автономна отоплителна система, хидравличното изчисление на отоплението може да се извърши с приемлива точност и без да се задълбочава в джунглата.
Дебит
От долната страна тя е ограничена от увеличаване на температурната разлика между подаването и връщането и в същото време повишена вероятност от проветряване. Бързият поток ще изтласка въздуха от преградите към автоматичния вентилационен отвор; бавно няма да се справи с тази задача.
От друга страна, твърде бързият поток неизбежно ще генерира хидравличен шум. Елементите на клапаните и завоите на пълнежа ще се превърнат в източник на досадно бръмчене.
За отопление приемливият диапазон на скоростта на потока се приема от 0,6 до 1,5 m/s; докато изчисляването на други параметри обикновено се извършва за стойност от 1 m/s.
Диаметър
С известна топлинна мощност е най-лесно да я изберете от таблицата.
| Вътрешен диаметър на тръбата, мм | Топлинен поток, W при Dt = 20С | ||
| Скорост 0,6 m/s | Скорост 0,8 m/s | Скорост 1 m/s | |
| 8 | 2453 | 3270 | 4088 |
| 10 | 3832 | 5109 | 6387 |
| 12 | 5518 | 7358 | 9197 |
| 15 | 8622 | 11496 | 14370 |
| 20 | 15328 | 20438 | 25547 |
| 25 | 23950 | 31934 | 39917 |
| 32 | 39240 | 52320 | 65401 |
| 40 | 61313 | 81751 | 102188 |
| 50 | 95802 | 127735 | 168669 |
налягане
В опростена версия се изчислява по формулата H=(R*I*Z)/10000.
В него:
- H - желаната стойност на налягането в метри.
- I е загубата на налягане в тръбата, Pa/m. За прав тръбен участък с проектния диаметър той приема стойност в диапазона от 100-150.
- Z е допълнителен компенсационен фактор, който зависи от наличието на допълнително оборудване във веригата.
На снимката - смесителен агрегат за отопление.
Ако в системата има няколко елемента от списъка, съответните коефициенти се умножават. И така, за система със сферични кранове и термостат, който регулира проходимостта на пълнене, Z=1,3*1,7=2,21.
производителност
Инструкциите за изчисляване на производителността на помпата със собствените си ръце също не са трудни.
Производителността се изчислява по формулата G=Q/(1,163*Dt), където:
- G - производителност в m3 / h.
- Q е топлинната мощност на веригата в киловати.
- Dt е температурната разлика между захранващия и връщащия тръбопровод.
Пример
Нека дадем пример за хидравлично изчисление на отоплителна система за следните условия:
- Температурната делта между захранващия и връщащия тръбопровод е равна на стандартните 20 градуса.
- Топлинната мощност на котела е 16 kW.
- Общата дължина на еднотръбния пълнеж Ленинградка е 50 метра. Отоплителните уреди са свързани успоредно на пълнежа. Няма термостати, които разбиват пълнежа, няма и вторични вериги със смесители.
Така че нека започваме.
Минималният вътрешен диаметър съгласно таблицата по-горе е 20 mm при скорост на потока най-малко 0,8 m/s.
Полезно: съвременните циркулационни помпи често имат стъпаловидно или, по-удобно, плавно регулиране на производителността.
В последния случай цената на устройството е малко по-висока.
Оптималната глава за нашия случай ще бъде (50 * 150 + 1,3) / 10000 = 0,975 м. Всъщност в повечето случаи параметърът не е необходимо да се изчислява. Разликата в отоплителната система на жилищна сграда, която осигурява циркулация в нея, е само 2 метра; това е точно минималната стойност на налягането на по-голямата част от помпите с мокър ротор.
Производителността се изчислява като G=16/(1,163*20)=0,69 m3/час.
Заключение
Надяваме се, че горните методи за изчисление ще помогнат на читателя да изчисли параметрите на собствената си отоплителна система, без да навлиза в джунглата на сложни формули и референтни данни. Както винаги, приложеното видео ще предложи повече информация. Късмет!
