Vigtigste / Kedler

Hydraulisk beregning af varmesystemet: de vigtigste mål og mål for denne indsats

Effektiviteten af ​​varmesystemet garanterer ikke højkvalitets rør og højtryksvarmer.

Tilstedeværelsen af ​​fejl under installationen kan udelukke kedlens arbejde ved fuld kapacitet: enten det bliver koldt i lokalerne eller energikostnaderne vil være urimeligt høje.

Derfor er det vigtigt at starte med udviklingen af ​​projektet, hvoraf en af ​​de vigtigste dele er den hydrauliske beregning af varmesystemet.

Beregning af hydraulikvandvarmesystem

Kølevæsken cirkulerer gennem systemet under tryk, hvilket ikke er en konstant værdi. Det er reduceret på grund af forekomsten af ​​friktionskræfter af vand mod rørets vægge, modstand på rørbeslag og beslag. Boligejer bidrager også til at justere fordelingen af ​​varme i individuelle rum.

Trykket stiger, hvis kølevæskens varmetemperatur stiger og omvendt - falder efterhånden som det falder.

For at undgå ubalance i varmesystemet er det nødvendigt at skabe betingelser, hvorunder hver radiator modtager så meget kølemiddel som nødvendigt for at opretholde den indstillede temperatur og genopbygge de uundgåelige varmetab.

Hovedformålet med den hydrauliske beregning er at harmonisere de anslåede omkostninger til netværket med det faktiske eller driften.

På dette stadium af designet er bestemt:

• rørets diameter og deres kapacitet
• lokale tryktab i enkelte dele af varmesystemet;
• hydrauliske koblingskrav;
• trykfald i hele systemet (generelt);
• optimal kølemiddel strømningshastighed.

Til fremstilling af hydraulisk beregning er det nødvendigt at lave nogle forberedelser:

1. Saml baseline data og organisere dem.
2. Vælg en beregningsmetode.

Først og fremmest undersøger designeren de termiske parametre for objektet og udfører den termiske analyse. Som følge heraf har han oplysninger om den mængde varme, der er nødvendig for hvert værelse. Derefter vælges varmeovne og varmekilde.

Skematisk billede af varmesystemet i et privat hus

På udviklingsstadiet træffes der beslutning om typen af ​​varmesystem og egenskaberne ved dens afbalancering, rør og beslag vælges. Efter afslutningen udarbejdes en aksonometrisk layoutplan, der udarbejdes rumplaner, der indikerer:

• radiator magt;
• kølemiddel strømningshastighed;
• placering af termisk udstyr mv.

Rørdiameterberegning

Beregningen af ​​rørets tværsnit skal baseres på resultaterne af termisk beregning, økonomisk begrundet:

• for et to-rørsystem - forskellen mellem tr (kølevæske) og til (afkølet retur);
• for en-rørstrømningshastighed G, kg / h.

Derudover skal beregningen tage højde for bevægelseshastigheden for arbejdsvæsken (kølevæske) - V. Den optimale værdi ligger i størrelsesordenen 0,3-0,7 m / s. Hastigheden er omvendt proportional med rørets indre diameter.

Når vandhastigheden er 0,6 m / s, vises der en karakteristisk støj i systemet, men hvis det er mindre end 0,2 m / s, er der risiko for flytrafik.

Til beregninger kræves der en yderligere hastighedskarakteristik - varmestrømshastighed. Det betegnes ved bogstavet Q, målt i watt og udtrykt i mængden af ​​overført varme pr. Tidsenhed

Q (W) = W (J) / t (s)

Ud over de ovennævnte indledende data skal beregningen kræve varmesystemets parametre - længden af ​​hvert afsnit med angivelse af de tilsluttede instrumenter. For nemheds skyld kan disse data opsummeres i en tabel, hvoraf et eksempel er angivet nedenfor.

Plot parameter tabel

Termisk beregning af varmesystemet: Sådan beregnes belastningen korrekt på systemet

I et privat hus skal du gøre alt sammen med dine egne (specialiserede) "hænder", herunder at tælle, designe, købe og installere varmesystemet.

For at kunne organisere kommunikation i huset er det nødvendigt at foretage en termisk beregning af varmesystemet. Følgende forklarer hvordan og hvorfor dette er gjort.

Varmeberegning af opvarmning

Den klassiske termiske beregning af varmesystemet er et konsolideret teknisk dokument, som indeholder de obligatoriske trinvise metoder til beregning af beregninger.

Men før du studerer disse beregninger af de vigtigste parametre, skal du beslutte dig for selve varmesystemet.

Varmesystemet er kendetegnet ved tvungen strømning og ufrivillig varmeafledning i rummet. De vigtigste opgaver ved beregning og design af varmesystemet:

• mest pålideligt bestemme varmetabet
• bestemme mængden og betingelserne for brug af kølevæsken
• vælg elementerne i generation, bevægelse og varmeoverførsel så præcist som muligt

Ved opbygning af et varmesystem er det nødvendigt at indsamle en række data om rummet / bygningen, hvor varmesystemet skal bruges. Når du har beregnet de termiske parametre i systemet, skal du analysere resultaterne af aritmetiske operationer. Baseret på de opnåede data, vælg komponenterne i varmesystemet med efterfølgende køb, installation og idriftsættelse.

Det er bemærkelsesværdigt, at denne termiske beregningsmetode gør det muligt at beregne et stort antal mængder, der specifikt beskriver det fremtidige varmesystem, helt nøjagtigt. Som følge af termisk beregning vil følgende oplysninger være tilgængelige:

• antallet af varmetab, kedelkraft;
• Antallet og typen af ​​radiatorer for hvert værelse separat;
• hydrauliske egenskaber af rørledningen;
• volumen, kølevæskehastighed, pumpeffekt.

Termisk beregning er ikke teoretiske skitser, men ret præcise og rimelige resultater, som anbefales at anvendes i praksis ved valg af komponenter i et varmesystem.

Rumtemperaturforhold

Inden der udføres nogen beregninger af systemparametre, er det mindst nødvendigt at kende rækkefølgen af ​​forventede resultater såvel som at have de standardiserede egenskaber ved nogle tabelværdier, som skal erstattes af formler eller styres af dem. Efter at have udført beregningerne af parametre med sådanne konstanter, kan man være sikker på pålideligheden af ​​den ønskede dynamiske eller konstante parameter i systemet.

For varmesystemet er en af ​​sådanne globale parametre rumtemperaturen, som skal være konstant uanset årets periode og miljøforhold.

Ifølge reglerne om hygiejnestandarder og regler er der en forskel i temperatur i forhold til sommeren og vinterperioden. For temperaturen i rummet i sommersæsonen er klimaanlægget, men rumtemperaturen i vinterperioden leveres af varmeanlægget. Jeg mener, vi er interesserede i temperaturområder og deres tolerancer for afvigelser for vintersæsonen.

De fleste reguleringsdokumenter angiver de følgende temperaturområder, der gør det muligt for en person at være komfortabelt i et rum. For kontorbygningstype op til 100 m 2:

• optimal lufttemperatur på 22-24 ° C
• tilladt udsving 1 ° С

For kontorbygninger med et areal på mere end 100 m 2, er temperaturen 21-23 ° C. For industrielle industrielle typer varierer temperaturintervallerne meget afhængigt af lokalets formål og etablerede standarder for arbejdsbeskyttelse.

Med hensyn til boliger: lejligheder, private huse, ejendomme mv. Der er visse temperaturområder, der kan justeres afhængigt af beboernes ønsker. Og alligevel for specifikke lokaler i en lejlighed og hus har vi:

• stue, herunder børnehaver, værelse 20-22 ° С, tolerance ± 2 ° С
• køkken, toilet 19-21 ° С, tolerance ± 2 ° С
• bad, brusebad, swimmingpool 24-26 ° С, tolerance ± 1 ° С
• korridorer, gange, trapper, opbevaringsrum 16-18 ° С, tolerance + 3 ° С

Det er vigtigt at bemærke, at der er et par grundlæggende parametre, der påvirker temperaturen i rummet og som skal styres ved beregning af varmesystemet: fugtighed (40-60%), ilt- og kuldioxidkoncentration i luft (250: 1), lufthastighed masser (0,13-0,25 m / s) osv.

Beregning af varmetab i huset

Ifølge den anden lov om termodynamik (skolefysik) er der ingen spontan overførsel af energi fra mindre opvarmede til mere opvarmede mini- eller makroobjekter. Et særligt tilfælde af denne lov er "stræben" for at skabe en temperaturligevægt mellem to termodynamiske systemer.

For eksempel er det første system et miljø med en temperatur på -20 ° С, det andet system er en bygning med en indre temperatur på +20 ° С. I henhold til ovenstående lov vil disse to systemer bestræbe sig på at balancere sig gennem udveksling af energi. Dette vil ske gennem varmetab fra det andet system og afkøling i den første.

Varmetab betyder den ufrivillige frigivelse af varme (energi) fra noget objekt (hus, lejlighed). For en almindelig lejlighed er denne proces ikke så "mærkbar" i forhold til et privat hus, da lejligheden er beliggende inde i bygningen og "støder op til" med andre lejligheder. I et privat hus, gennem de ydre vægge, gulvet, taget, vinduerne og dørene, i en eller anden grad varmen "blade".

At kende mængden af ​​varmetab til de mest ugunstige vejrforhold og egenskaberne ved disse forhold, er det muligt at beregne kraften i varmesystemet med høj nøjagtighed.

Så mængden af ​​varmeudslip fra bygningen beregnes ved hjælp af følgende formel:

hvor Qi er volumenet af varmetab fra en ensartet bygningskonvolut. Hver bestanddel af formlen beregnes ved hjælp af formlen:

Q = S * ΔT / R

hvor Q er varmelækage (Watts), S er området af en bestemt type konstruktion (m 2), ΔT er forskellen mellem omgivende lufttemperatur og inde i rummet (° C), R er termisk modstand af en bestemt type konstruktion (m 2 * ° C / W).

Meget meget termisk resistens for materialer i virkeligheden anbefales at tage fra hjælpeborde. Derudover kan termisk modstand opnås ved anvendelse af følgende forhold:

R = d / k

hvor R er den termiske modstand ((m 2 * K) / W), k er materialet termisk ledningsevne koefficient (W / (m 2 * K)), d er tykkelsen af ​​dette materiale (m).

I huset er der flere typer af varmetab gennem revner i strukturer, ventilationssystem, køkkenhætte, åbning af vinduer og døre. Men i betragtning af deres volumen er det ikke fornuftigt, da de udgør højst 5% af det samlede antal varmelækager.

Bestemmelse af kedelkraft

For at understøtte temperaturforskellen mellem miljøet og temperaturen inde i huset er der brug for et autonomt varmesystem, som opretholder den rette temperatur i hvert rum i et privat hus.

Grundlaget for varmesystemet er kedlen: flydende eller fast brændsel, el eller gas - på dette stadium er det ligegyldigt. Kedlen er den centrale enhed i varmesystemet, der genererer varme. Kedelens hovedkarakteristik er dens effekt, nemlig omregningsfrekvensen, mængden af ​​varme pr. Tidsenhed.

Ved beregning af varmetilførslen på opvarmningen opnår vi den nødvendige nominelle effekt af kedlen. For en almindelig flerværelses lejlighed beregnes kedlens kraft gennem området og den specifikke effekt:

hvor s_værelse - Samlet areal af det opvarmede rum, P_udellnaya - Effektdensitet i forhold til klimatiske forhold. Men denne formel tager ikke højde for varmetabet, som er nok i et privat hus. Der er et andet forhold, der tager højde for denne parameter:

hvor r_kedel - kedelkraft (W), Q_tab - varmetab, S - opvarmet areal (m 2).

For at forudse kedlens strømreserve, under hensyntagen til opvarmning af vand til køkkenet og badeværelset, skal du tilføje sikkerhedsfaktoren K til den sidste formel:

hvor K - vil være lig med 1,25, det vil sige den beregnede effekt af kedlen vil blive forøget med 25%. Således giver kedelkapaciteten evnen til at opretholde standardlufttemperaturen i lokalerne i bygningen samt at have et indledende og ekstra volumen varmt vand i huset.

Egenskaber ved valg af radiatorer

Standardkomponenter til varmeforsyning i et rum er radiatorer, paneler, gulvvarmesystemer, konvektorer mv. De mest almindelige dele af et varmesystem er radiatorer.

Varmevarmeren er en speciel hule modulformet konstruktion lavet af en legering med høj varmeafledning. Den er lavet af stål, aluminium, støbejern, keramik og andre legeringer. Funktionsprincippet for varmelegemet reduceres til stråling af energi fra kølevæsken ind i rummets rum gennem "kronblade".

Der er flere metoder til beregning af antallet af radiatorsektioner i et rum. Følgende liste af metoder er sorteret for at øge nøjagtigheden af ​​beregningen.

1. Efter område. N = (S * 100) / C, hvor N er antallet af sektioner, S er arealet af rummet (m 2), C er varmeeffekten af ​​en sektion af radiatoren (W, er taget fra disse pas eller produktcertifikat), 100 W er mængden af ​​varmestrøm som er nødvendigt til opvarmning 1 m 2 (empirisk værdi). Spørgsmålet opstår: hvordan man tager hensyn til højden af ​​loftet på rummet?
2. Efter volumen. N = (S * H ​​* 41) / C, hvor N, S, C er ens. H - rumhøjde, 41 W - mængden af ​​varmestrøm, som er nødvendig til opvarmning 1 m 3 (empirisk værdi).
3. Ved koefficienter. N = (100 * S * K1 * K2 * K3 * K4 * K5 * K6 * K7) / C, hvor N, S, C og 100 er ens. K1 - tegner sig for antallet af kamre i rummets glasvindue, K2 - vægisolering, K3 - forholdet mellem vinduernes område til rumområdet, K4 - den gennemsnitlige undergivende temperatur i den koldeste uge af vinteren, K5 - antallet af ydre vægge i rummet (som "går ud" til gaden) K6 - Værelsestype øverst, K7 - lofthøjde.

Dette er den mest nøjagtige version af beregningen af ​​antallet af sektioner. Naturligvis afrundes fraktionelle resultater af beregninger altid til det næste heltal.

Hydraulisk beregning af vandforsyningen

Selvfølgelig kan billedet af beregningen af ​​varme til opvarmning ikke være fuldstændig uden beregning af sådanne egenskaber som kølevæskens volumen og hastighed. I de fleste tilfælde er kølevæsken almindeligt vand i en flydende eller gasformet aggregattilstand.

Beregningen af ​​vandmængden opvarmet af en dobbeltkredsskedel for at give beboerne varmt vand og opvarme kølevæsken udføres ved opsummering af varmekredsens interne volumen og de faktiske behov hos brugere i opvarmet vand.

Varmemængden i varmesystemet beregnes ved hjælp af formlen:

W = k * P

hvor W er volumen af ​​varmebærer, P er effekten af ​​varmekedlen, k er effektfaktoren (antallet af liter pr. enhedsenhed er 13,5, varierer fra 10 til 15 liter). Som følge heraf ser den endelige formel sådan ud:

W = 13,5 * P

Kølevæskens hastighed - den endelige dynamiske vurdering af varmesystemet, som karakteriserer cirkulationshastigheden af ​​væske i systemet. Denne værdi hjælper med at estimere rørledningens type og diameter:

V = (0,86 * P * μ) / AT

hvor P er kedelens kraft, μ er kedelens effektivitet, ΔT er temperaturforskellen mellem det medfølgende vand og returvandskredsløbet.

Sammenfatning af ovennævnte metoder til beregning af egenskaberne, de faktiske resultater af beregninger, der er "fundamentet" af det fremtidige varmesystem, vil være tilgængelige.

Eksempel på termisk beregning

Som et eksempel på en termisk beregning er der et almindeligt 1-etagers hus med fire stuer, et køkken, et badeværelse, en "vinterhave" og bryggers.

Dimensioner af bygningen. Gulvets højde er 3 meter. Et lille vindue forsiden og bagsiden af ​​bygningen i 1470 * 1420mm, stort vindue facade af 2080 * 1420mm, fordør 2000 * 900 mm, på bagsiden af ​​døren (adgang til terrasse) 2000 * 1400 (700 + 700) mm.

Vi begynder med at beregne områderne af homogene materialer:

• gulvareal 152 m 2
• tagområdet er 180 m 2 (under hensyntagen til højden på loftet 1,3 meter og bjælkens bredde - 4 meter)
• vinduernes areal er 3 * 1,47 * 1,42 + 2,08 * 1,42 = 9,22 m 2
• Dørens område er 2 * 0,9 + 2 * 2 * 1,4 = 7,4 m 2

Området af ydervægge vil være 51 * 3-9.22-7.4 = 136.38 m 2. Vi vende os til beregningen af ​​varmetab på hvert materiale:

Og også Q_muren svarende til 136,38 * 40 * 0,25 / 0,3 = 4546. Summen af ​​alle varmetab vil være 19628,4 watt. Som følge heraf beregner vi kedlens kraft:

Beregn antallet af sektioner af radiatorer, der producerer for et af værelserne. For alle andre beregninger er ens. For eksempel har hjørnerummet (til venstre, nederste hjørne af diagrammet) et areal på 10,4 m2.

Dette værelse kræver 9 dele af en radiator med en varmeudgang på 180 watt. Vi vender os til beregningen af ​​mængden af ​​kølevæske i systemet:

Kølervæskens hastighed vil være:

Som et resultat vil en fuldstændig rotation af det totale volumen af ​​kølevæske i systemet være ækvivalent 2,87 gange på en time.

Nyttig video om emnet

En simpel beregning af varmesystemet til et privat hus er præsenteret i følgende anmeldelse:

Alle finesser og almindeligt accepterede metoder til beregning af varmetab af en bygning er vist nedenfor:

En anden måde at beregne varme lækager i et typisk privat hus:

Denne video fortæller om funktionerne i cirkulering af energibærer til hjemmeopvarmning:

Termisk beregning af varmesystemet er individuel, det skal udføres korrekt og præcist. Jo mere præcise beregningerne vil blive foretaget, jo mindre overbetaling skal ejerne af et landhus i drift.

Egenskaber ved hydraulisk beregning af et radiatorvarmesystem

De nuancer, du skal vide for at udføre den hydrauliske beregning af radiatorvarmesystemet.

Komfort i et landhus afhænger i vid udstrækning af den pålidelige drift af varmesystemet. Varmeoverførsel i radiatorvarme, systemet "varm gulv" og "varm skørtning" er tilvejebragt ved at bevæge sig gennem kølerens rør. Derfor er det hydrauliske design af varmesystemet forud for korrekt valg af cirkulerende pumper, ventiler og beslag, beslag og bestemmelse af den optimale diameter af rørledninger.

Denne beregning kræver faglig viden, så vi i denne del af kurset "Varmeanlæg: Udvælgelse, Installation" ved hjælp af en specialist fra REHAU vil fortælle:

• Hvilke nuancer skal være opmærksomme på inden den hydrauliske beregning udføres.
• Hvad er forskellen mellem varmesystemer med kølevæskens død-ende og by-pass bevægelse?
• Hvad er målene med hydraulisk beregning.
• Som rørmateriale og metode til deres forbindelse påvirker det den hydrauliske beregning.
• Hvordan speciel software gør det muligt at fremskynde og forenkle processen med hydraulisk beregning.

Nuancer, som du skal vide, før du udfører en hydraulisk beregning

I et moderne varmesystem strømmer komplekse hydrauliske processer med dynamisk skiftende egenskaber. Derfor påvirker mange nyanser den hydrauliske beregning: Fra starten af ​​typen af ​​varmesystem, typen af ​​varmeanlæg og metoden til deres tilslutning, reguleringsmodus og slutter med materialet af komponenter.

Vigtigt: Rørledningens varmeanlæg i et landhus er et komplekst forgrenet netværk. Hydraulisk beregning bestemmer sin korrekte drift, så den nødvendige mængde kølevæske leveres til alle varmeanlæg. Korrekt beregning og design af varmesystemet kan kun kvalificeres, med en specialiseret uddannelse i denne disciplin.

Radiator- og VVS-systemer er forgrenede rørnet. I rørledninger går trykket tabt på grund af friktion mod rørvæggene og lokal modstand i beslagene ved splitting eller fusion af strømme, til pludselig udvidelse eller sammentrækning af "levende" sektionen. For at kølevæsken eller vandet skal nå opvarmningsanordningerne eller punkter i den krævede mængde, skal rørnetværket være korrekt beregnet.

Uanset hvilket varmeanlæg der installeres i huset, f.eks. Radiatorledninger eller gulvvarme, er princippet om hydraulisk beregning det samme for alle, men hvert system kræver en individuel tilgang.

For eksempel kan varmesystemet anbringes med vand, ethylen eller propylenglycol, og dette vil påvirke systemets hydrauliske parametre.

Ethylenglycol eller propylenglycol har en højere viskositet og lavere fluiditet end vand, og der vil derfor være mere modstand ved bevægelse langs en rørledning. Derudover er ethylenglykolens varmekapacitet mindre end vandets, og 3,45 kJ / (kg▪K), og vandets størrelse er 4,19 kJ / (kg * K). I denne henseende skal strømningshastigheden med samme temperaturforskel være mere end 20 procent højere.

Vigtigt: Den type kølevæske, der vil cirkulere i varmesystemet, bestemmes på forhånd. Følgelig skal designeren i den hydrauliske beregning af varmesystemet tage højde for dens egenskaber.

Valget af et eller to-rørs varmesystem påvirker også metoden til hydraulisk beregning.

Dette skyldes, at der i et one-pipe system passerer vand gennem alle radiatorer i serie, og strømmen gennem alle enheder under designbetingelserne vil være den samme for forskellige små temperaturforskelle på hver enhed. I et to-rørsystem strømmer vand gennem separate ringe uafhængigt af hver radiator. Derfor er temperaturforskellen på tværs af alle enheder i et torørsystem det samme og store i størrelsesordenen 20 K, men omkostningerne gennem hver enhed vil afvige betydeligt.

Ved hydraulisk beregning vælges den mest belastede ring. Det beregnes. Alle andre ringe er forbundet med den, således at tabene i parallelle ringe er de samme med de tilsvarende dele af hovedringen.

Ved udførelse af en hydraulisk beregning indføres normalt følgende antagelser:

1. Vandhastigheden i foringen er ikke mere end 0,5 m / s, i motorvejene i korridorerne 0,6-0,8 m / s, i motorvejene i kælderen 1,0-1,5 m / s.
2. Det specifikke tryktab som følge af friktion i rørledninger er ikke mere end 140 Pa / m.

Opvarmningssystemer med kølevæskens død-ende og by-pass bevægelse

Bemærk at i radiatorkabelsystemer med et enkelt princip for hydraulisk beregning er der forskellige tilgange, fordi Systemerne er opdelt i død-ende og passerer.

Med en blindkreds bevæges kølevæsken langs "flow" og "returrør" i modsatte retninger. Og følgelig bevæger kølevæsken igennem rørene i en retning i passagen.

I blindsystemer beregnes beregningen gennem de fjernest belastede sektioner. For at gøre dette skal du vælge hovedcirkulationsringen. Dette er den mest ugunstige retning for vand, hvor rørledningens diametre primært vælges. Alle andre ringe ringe, der opstår i dette system, skal være forbundet med den primære. I det tilknyttede system udføres beregningen gennem den gennemsnitlige, mest belastede stigning.

VVS-systemerne følger et lignende princip. Systemet beregnes via den fjerneste og mest ladede riser. Men der er en funktion - i beregningen af ​​omkostninger.

Vigtigt: Hvis der i radiatorledninger afhænger af mængden af ​​varme og temperaturfald, er vandforsyningen afhængig af vandforbrugets normer samt på typen af ​​installerede vandbeslag.

Målsætninger for hydraulisk beregning

Målet med den hydrauliske beregning er som følger:

1. Vælg de optimale diametre af rørledninger.
2. Link tryk i de enkelte grene af netværket.
3. Vælg en cirkulationspumpe til varmesystemet.

Vi vil afsløre mere detaljeret hvert af disse punkter.

1. Udvælgelse af rørdiametre

Jo mindre rørledningens diameter er, desto større er kølemidlets strømningsmodstand på grund af friktion mod rørledningens vægge og lokal modstand på sving og grene. Derfor er der for små omkostninger som regel små diameter rørledninger taget for store omkostninger henholdsvis store diametre, som systemet kan justeres i begrænset omfang.

Hvis systemet er forgrenet - der er en kort og lang gren, så er der en stor udgift på en lang gren og en mindre på en kort gren. I dette tilfælde skal der laves en kort gren af ​​rør med mindre diametre, og en lang gren skal være fremstillet af rør med større diameter.

Og da strømningshastigheden falder fra begyndelsen til enden af ​​grenen, skal rørens diametre falde, så kølevæskens hastighed er omtrent det samme.

2. Sammenkædningstryk i de enkelte grene af netværket

Bindning kan foretages ved at vælge de passende rørdiametre eller, hvis mulighederne for denne metode er udtømt, ved at installere trykflowregulatorer eller reguleringsventiler på individuelle grene.

Delvist kan vi som beskrevet ovenfor forbinde trykket ved at vælge rørdiametre. Men det er ikke altid muligt at gøre. Hvis vi for eksempel tager rørledningens mindste diameter på en kort gren, og modstanden i den stadig ikke er stor nok, så går hele vandstrømmen gennem en kort gren uden at gå ind i en lang. I dette tilfælde kræves yderligere justeringsventiler.

Justeringsventiler kan være forskellige.

Budget valgmulighed - vi sætter kontrolventilen - dvs. ventil med kontinuerligt justerbar, som har en gradation i indstillingen. Hver ventil har sin egen egenskab. Ved hydraulisk beregning ser designeren på, hvor meget tryk der skal slukkes, og den såkaldte trykforskel mellem de lange og korte grene bestemmes. Derefter bestemmer designeren ved hjælp af ventilens karakteristika, hvor mange drejer denne ventil, fra den helt lukkede position, skal åbnes. For eksempel på 1, på 1,5 eller på 2 omgange. Afhængig af ventilens åbningsgrad vil der blive tilsat forskellige modstand.

En dyrere og kompliceret version af kontrolventiler - den såkaldte. trykregulatorer og flowregulatorer. Disse er anordninger, på hvilke vi indstiller den krævede strømningshastighed eller det krævede trykfald, dvs. trykfald på denne tråd. I dette tilfælde styrer indretningerne selv driften af ​​systemet, og hvis strømningshastigheden ikke svarer til det krævede niveau, åbner de tværsnittet og strømningshastigheden øges. Hvis strømmen er for stor, lukker tværsnittet. Tilsvarende med tryk.

Hvis alle forbrugere, efter et natligt fald i varmeoverførslen, samtidig åbner deres varmeapparater om morgenen, vil kølemidlet først og fremmest forsøge at ankomme til de enheder, der er tættest på undergrundsstationen, og nå fjernanordninger efter timer. Derefter vil trykregulatoren fungere og dække de nærmeste grene og derved sikre en ensartet strøm af kølevæske til alle grene.

3. Valg af cirkulationspumpe til tryk (tryk) og flow (flow)

Det beregnede trykfald i hovedcirkulationsringen (med en lille margen) bestemmer trykket for cirkulationspumpen. Og den estimerede strømningshastighed for pumpen er den samlede kølemiddelstrøm i alle dele af systemet. Pumpen er valgt til tryk og flow.

Hvis der er flere cirkulationspumper i systemet, så er deres hoved opsummeret i tilfælde af deres sekventielle installation, og strømningshastigheden vil være almindelig. Hvis pumperne arbejder parallelt, summer de strømmen, og trykket bliver det samme.

Vigtigt: Ved den hydrauliske beregning af trykforløb i systemet kan du vælge en cirkulationspumpe, der passer bedst til systemets parametre, hvilket sikrer optimale omkostninger - kapital (omkostninger til pumpen) og drift (omkostning for elektricitet i omløb).

Da valg af komponenter til varmesystemet påvirker den hydrauliske beregning

Materialet, hvorfra rørene i varmesystemet er lavet, beslagene samt deres forbindelsesteknik har en betydelig indvirkning på det hydrauliske design.

Rør med en glat indre overflade reducerer friktionstab, når kølevæsken bevæger sig. Dette giver os fordele - vi tager rørledninger af mindre diameter og sparer på materiale. Det reducerer også omkostningerne til elektricitet, der kræves til driften af ​​cirkulationspumpen. Du kan tage pumpen mindre strøm, fordi På grund af mindre modstand i rørledninger er mindre tryk påkrævet.

Afhængigt af metoden til deres installation kan der være store tab ved monteringsrøret, eller omvendt reduceres tab som følge af strømstyrke under kølevæskens bevægelse.

Hvis for eksempel forbindelsesteknikken anvendes af "glidemuffen" -metoden, dvs. enden af ​​rørledningen er fladt og en montering er indsat indeni, på grund af dette er leveafsnittet ikke indsnævret. Følgelig reduceres lokal modstand, og energiforbruget til vandcirkulation reduceres.

Opsummering

Det er allerede nævnt ovenfor, at den hydrauliske beregning af et varmesystem er en kompleks opgave, der kræver faglig viden. Hvis du skal designe et højt forgrenet varmesystem (stort hus), tager beregningen manuelt en masse tid og kræfter. For at forenkle denne opgave er der udviklet specielle computerprogrammer.

Ved hjælp af disse programmer kan du foretage en hydraulisk beregning, bestemme justeringsegenskaberne for ventiler og reguleringsventiler og automatisk oprette en brugerdefineret specifikation. Afhængigt af typen af ​​programmer udføres beregningen i AutoCAD-miljøet eller i sin egen grafiske editor.

Tilføj det nu, når der designes industrielle og civile objekter, har der været en tendens til at bruge BIM-teknologier (opbygning af informationsmodellering). I dette tilfælde arbejder alle designere i et enkelt informationsrum. For at gøre dette skal du oprette en "sky" -model af bygningen. På grund af dette identificeres eventuelle uoverensstemmelser i designfasen, og de nødvendige ændringer foretages til projektet i tide. Dette gør det muligt for dig at planlægge alt byggearbejde præcist, for at undgå at forsinke objektets levering og derved reducere estimatet.

Hydraulisk beregning af varmesystemet

Ved udformning af vandvarmesystemer i huset er det sædvanligt at udføre en hydraulisk beregning af varmesystemet. Dette er nødvendigt for at sikre maksimal effektivitet med minimale økonomiske omkostninger og med alle funktionsdygtigheders funktion.

Formålet med den hydrauliske beregning er:

• Det rigtige valg af rørdiameter i de dele af rørledninger, hvor dens værdi er konstant;
• Bestemmelse af det eksisterende tryk i rørledningen
• Det korrekte valg af alle knuder i systemet.

Graden af ​​korrekthed af den hydrauliske beregning bestemmer temperaturkomforten i huset, den økonomiske effekt og holdbarheden af ​​varmesystemet.

De vigtigste bestemmelser i den hydrauliske beregning

For at udføre alle de nødvendige beregninger, har vi brug for de oprindelige data:

• Resultaterne af den termiske balance af rum;
• Varmebærertemperaturer - indledende og endelige
• Skema for et givet opvarmningssystem
• Typer af varmeanlæg og metoden til deres forbindelse med motorvejen;
• Hydrauliske egenskaber ved det anvendte udstyr (ventiler, varmevekslere mv.);
• Den cirkulerende ring er et lukket kredsløb. Den består af segmenter med det højeste flow af varmebærende væske fra opvarmningspunktet til det fjerneste punkt (i et torørsystem) eller til stigrøret (i et enkeltrør) og i modsat retning til varmekilden.

Grunden til beregningen af ​​en del af rørdiameteren med en uændret værdi af strømmen af ​​varmebærende væske - det bestemmes ud fra den termiske balance i rummet.

Før vi starter beregningerne, bestemmer vi varmelasten for hver varmeenhed. Det svarer til den givne varmelast i rummet. Hvis der anvendes mere end en varmeenhed indendørs, fordeler vi varmelasten til dem alle.

Derefter tildeler vi hovedringen i cirkulationen - en lukket type kontur af successive segmenter. For en vertikal enkeltrørledning svarer antallet af cirkulationsringe til antallet af stigninger. Til vandret to-rør - antallet af varmeenheder. Hovedet betegner ringen, der går gennem stigrøret med den største belastning - for den lodrette linje og går gennem den nederste varmelegeme i filialen med den største belastning - til det vandrette system.

Det er nødvendigt at tage højde for, at diameterværdien for rørledninger og størrelsen af ​​det aktuelle tryk i cirkulationsringen afhænger af det varmebærende fluidums hastighed. I dette tilfælde er en forudsætning for at sikre lydløsheden af ​​kølemiddelbevægelsen.

For at undgå luftbobler skal vi tage kølervæsken på mere end 0,25 m / s. Det er nødvendigt at tage højde for den modstandskraft, der opstår i kredsløbet, når væsken bevæger sig. Som følge af denne modstand bør det specifikke trykfald R ikke være mere end 100-200 Pa / m.

Der er værdier for den tilladte vandhastighed, som sikrer stille drift - det afhænger af den specifikke lokale modstand.

Tabel 1 viser et eksempel på værdien af ​​den tilladte vandhastighed ved forskellige koefficienter af lokal modstand.

For lav hastighed kan medføre følgende negative virkninger:

1. Øget materialeforbrug til alt installationsarbejde;
2. Øgede økonomiske omkostninger til installation og vedligeholdelse af varmesystemet;
3. Forøgelsen i volumenet af varmebærende væske i rørene;
4. Signifikant stigning i termisk inerti.

Et eksempel på bestemmelse af strømmen af ​​varmebærende væske

For at bestemme rørets diameter ved en given sektion af rørledninger, skal vi vide mængden af ​​kølemiddelstrømmen. Det bestemmes ud fra mængden af ​​varmestrøm - mængden af ​​varme, der kræves for at kompensere for varmetab.

Ved at kende størrelsen af ​​varmestrømmen Q i sektion 1-2 beregner vi kølevæskestrømmen G:

t _g og t _x ifølge temperaturen af ​​det varme og kolde (afkølede) kølemiddel;

c = 4,2 kJ / (kg · ° C) er vandets specifikke varmekapacitet.

Et eksempel på at bestemme diameteren af ​​rør i et givet område

Det rigtige valg af rørdiameter er nødvendigt for følgende opgaver:

• optimering af driftskostnader til neutralisering af hydraulisk modstand under cirkulation af væske i kredsløbet;
• opnåelse af den nødvendige økonomiske effekt under installation og vedligeholdelse af varmesystemet.

For at sikre den økonomiske effekt vælger vi den mindste mulige diameter af rør, men en der ikke fører til hydraulisk støj i rørledningen, hvis kølevæskens hastighed er 0,6-1,5 m / s afhængigt af lokal modstand.

Hvis vi udfører den hydrauliske beregning af et to-rørs varmesystem, tager vi temperaturforskellen i tilførsels- og udløbsrørledningerne til:

At _co = 90 - 70 = 20 ° С

hvor 90 ° C er væskens temperatur i det horisontale systemets føderør;

70 ° C - væskens temperatur i udløbsrøret.

At kende størrelsen af ​​varmestrømmen og beregne kølevæskestrømningen ved hjælp af ovenstående formel, fra tabel 2 kan vi vælge den indvendige diameter af rør, der passer til vores forhold.

Bestemmelse af rørets indre diameter til opvarmning

Efter at have valgt den indvendige diameter vælger vi selve rørledningerne - det afhænger af driftsforholdene på de fastsatte opgaver, på kravene til styrke og holdbarhed. Baseret på alle disse antagelser vælger vi typen af ​​rør af den beregnede diameter, der opfylder de angivne betingelser.

Et eksempel på at bestemme det effektive tryk ved en given del af linjen

Hvis vi udfører den hydrauliske beregning af et to-rørs gravitationsvandssystem, skal vi også vide det effektive tryk i en given del af rørledningen.

Det beregnes ved hjælp af formlen:

ρ _o - Tætheden af ​​det afkølede vand, kg / m3

ρ _g - tæthed af opvarmet vand, kg / m3

g - gravitations acceleration, m / s2;

h er den lodrette afstand fra varmepunktet til kølepunktet (fra midten af ​​kedlens højde til varmepumpens midterpunkt), m;

Dp _yderligere - yderligere tryk som følge af køling af vand i rørledningen.

Værdierne af vandtætheden for givne temperaturer samt mængden af ​​yderligere tryk findes i referencebogen.

Hydraulisk beregning er en ekstremt vigtig opgave. Ikke kun den økonomiske effekt af opvarmning af huset, men også effektiviteten af ​​alle komponenter og overholdelse af de operationelle egenskaber med alle standarder og krav afhænger af korrekt udførelse af alle beregninger.

Ved udformning af vandvarmesystemer i huset er det sædvanligt at udføre en hydraulisk beregning af varmesystemet. Dette er nødvendigt for at sikre maksimal effektivitet med minimale finansielle omkostninger og med korrekt funktionsdygtighed...

Hydraulisk beregning af varmesystemet

Fra det korrekte valg af alle elementer i vandvarmeanlægget afhænger deres installation i vid udstrækning af effektiviteten af ​​dets arbejde, timingen for problemfri og økonomisk drift. Hvor økonomisk og effektiv opvarmning i huset vil være, vil de oprindelige investeringer på installeringsstadiet og installationen af ​​systemet vise. Lad os overveje mere detaljeret, hvordan den hydrauliske beregning udføres af varmesystemet, for at bestemme den optimale effekt af varmesystemet.

Effektiviteten af ​​varmesystemet "ved øjet"

På mange måder afhænger mængden af ​​sådanne omkostninger på:

• nødvendige rørdiametre
• beslag og tilhørende opvarmningsanordninger
• adaptere
• regulering og ventiler

Ønsket om at minimere sådanne omkostninger bør ikke være på bekostning af kvalitet, men princippet om rimelig tilstrækkelighed, et visst optimalt, skal opretholdes.

I de fleste moderne individuelle varmesystemer anvendes elektropumper til at sikre tvungen cirkulation af kølevæsken, som ofte bruger ikke-frysende frostvæskeforbindelser. Den hydrauliske modstand af sådanne varmesystemer for deres forskellige typer af kølemidler vil være anderledes.

Under hensyntagen til de konstant stigende omkostninger ved energibærere (alle typer brændsel, elektricitet) og forbrugsvarer (varmebærere, reservedele mv.), Bør man fra begyndelsen stræbe efter at lægge i systemet princippet om at minimere omkostningerne ved driften af ​​systemet. Igen, baseret på deres optimale forhold til løsning af problemet med at skabe en behagelig temperatur i opvarmede rum.

Selvfølgelig bør forholdet mellem effekten af ​​alle elementer i varmesystemet give den optimale tilførsel af varmeoverføringsmedier til opvarmningsanordninger i et volumen, der er tilstrækkeligt til at udføre hovedopgaverne i hele systemet - opvarmning og opretholdelse af den ønskede temperatur inde i rummet uanset ændring i udetemperaturer. Varmeelementets elementer omfatter:

• heksekedel
• pumpe
• rørdiameter
• justerings- og spærreventiler
• termiske apparater

Derudover er det meget godt, hvis en vis "elasticitet" først indgår i projektet, hvilket gør det muligt at skifte til en anden type kølevæske (udskiftning af vand med frostvæske). Desuden bør varmesystemet, med forskellige driftsforhold, på ingen måde medføre ubehag for lokets interne mikroklima.

Hydraulisk beregning og opløselige opgaver

I processen med at udføre den hydrauliske beregning af varmesystemet løses en tilstrækkelig bred vifte af problemer med at sikre opfyldelsen af ​​ovenstående og en række yderligere krav. Især er der en rørdiameter i alle sektorer i overensstemmelse med de anbefalede parametre, herunder definitionen:

• kølevæske bevægelseshastighed;
• optimal varmeveksling på alle områder og enheder i systemet, idet der tages hensyn til at sikre dens økonomiske gennemførlighed.

Under kølebevægelsens bevægelse opstår der uundgåelig friktion mod rørvæggene, der opstår hastighedstab, især mærkbar i sektioner, der indeholder svingninger, bøjninger mv. Den hydrauliske beregnings opgave er at bestemme tab af hastighed for mediet eller snarere tryk på systemafsnit svarende til de angivne., for den generelle konto og optagelse i projektet af de nødvendige kompensatorer. Parallelt med bestemmelsen af ​​trykfald er det nødvendigt at kende det krævede volumen, kaldet strømningshastigheden, af varmebæreren i hele det designede vandvarmesystem.

I betragtning af forgreningen af ​​moderne varmesystemer og designkravene til implementering af de mest almindelige ledningsordninger, f.eks. Den omtrentlige ligevægt af filialernes længder i kollektorsystemet, gør beregningen af ​​hydraulik det muligt at tage højde for sådanne funktioner. Dette vil sikre bedre automatisk afbalancering og sammenkobling af filialer, der er forbundet parallelt eller i henhold til en anden ordning. Sådanne kapaciteter kræves ofte under drift med brug af låsnings- og reguleringselementer, hvis der skal slås fra eller overlappes individuelle grene og retninger, når der er behov for at betjene systemet i ikke-standardiserede tilstande.

Forberedelse af beregningen

En kvalitativ og detaljeret beregning skal foregå af en række forberedende aktiviteter til gennemførelse af beregnede tidsplaner. Denne del kan kaldes indsamling af oplysninger til beregningen. At være den sværeste del ved udformningen af ​​et vandvarmesystem gør det muligt at beregne alt arbejde præcist ved beregningen af ​​hydraulik. I de udarbejdede data skal der være en definition af den krævede termiske balance i værelserne, som vil blive opvarmet af det designede varmesystem.

I projektet udføres beregningen under hensyntagen til typen af ​​valgte varmeanlæg med visse varmeveksleroverflader og placering i opvarmede lokaler. Disse kan være radiatorsektioner batterier eller andre typer varmevekslere. Punkterne for deres placering er angivet på gulvplanerne for huset eller lejligheden.

Det accepterede konfigurationsskema for et vandvarmesystem skal være indrammet grafisk. Dette diagram angiver placeringen af ​​varmegeneratoren (kedel), viser fastgørelsespunkterne til varmeanordninger, anbringelse af hovedforsyning og udstødningsrørledninger, passage af filtre af varmeanordninger. Diagrammet beskriver placeringen af ​​elementerne i styring og ventiler. Dette omfatter alle typer installerede ventiler og ventiler, overgangsventiler, regulatorer, termostater. Generelt kaldes alt det, der regulerer og ventiler.

Efter at have fastlagt den krævede systemkonfiguration på planen skal den trækkes i en aksonometrisk projektion på alle etager. Ved en sådan ordning tildeles hvert varmeapparat et tal, der angiver den maksimale varmeudgang. Et vigtigt element, der også er angivet til en varmemåler i diagrammet, er den beregnede længde af rørledningssektionen for dens forbindelse.

Notation og rækkefølge af udførelse

Planerne skal på forhånd angives en cirkulerende ring, kaldet hovedet. Det repræsenterer nødvendigvis en lukket sløjfe, herunder alle segmenter af rørledningssystemet med den højeste kølemiddelstrøm. For to-rørsystemer løber disse sektioner fra kedlen (kilde til varmeenergi) til den fjerneste varmemåler og tilbage til kedlen. For éngangssystemer er afdelingsafsnittet taget - stigrøret og returdelen.

Beregningsenheden er en del af rørledningen, der har en konstant diameter og strøm (strøm) af bæreren af ​​termisk energi. Dens værdi bestemmes ud fra den termiske balance i rummet. En bestemt procedure er blevet vedtaget for at betegne sådanne segmenter, startende fra kedlen (varmekilde, termisk energi generator), de er nummereret. Hvis der er grene fra rørledningens forsyningsledning, udføres deres betegnelse i store bogstaver i alfabetisk rækkefølge. Det samme bogstav med et slag indikerer opsamlingspunktet for hver gren på den omvendte hovedrørledning.

Ved betegnelsen af ​​begyndelsen af ​​filialerne af varmeapparater angives gulvet (vandrette systemer) eller grene - stigrør (lodret). Det samme antal, men med et slagtilfælde, er placeret ved deres forbindelse til returlinjen for opsamling af kølemiddelstrømme. I et par udgør disse betegnelser antallet af hver gren af ​​det anslåede område. Nummeringen er med uret fra planets øverste venstre hjørne. Længden af ​​hver gren er også bestemt i henhold til planen, fejlen er ikke mere end 0,1 m.

På gulvplanen af ​​varmesystemet for hvert af sine segmenter betragtes som varmelasten svarende til den varmeflow, der overføres af kølevæsken, accepteres den med afrunding op til 10 watt. Efter bestemmelse for hvert varmeapparat i en gren bestemmes den totale varmelast på hovedforsyningsrøret. Som ovenfor er afrundingen af ​​de opnåede værdier op til 10 watt. Efter beregninger skal hver sektion have en dobbeltbetegnelse, der angiver mængden af ​​varmelast i tælleren og i nævneren - længden af ​​sektionen i meter.

Den krævede mængde (forbrug) af kølevæsken i hvert afsnit bestemmes let ved at dividere mængden af ​​varme i området (korrigeret med en koefficient under hensyntagen til den specifikke varmekapacitet af vand) ved temperaturforskellen mellem det opvarmede og afkølede kølemiddel i dette område. Det er indlysende, at den samlede værdi for alle beregnede områder vil give den krævede mængde kølevæske i hele systemet.

Uden at gå i detaljer, skal det siges, at yderligere beregninger giver os mulighed for at bestemme diameteren af ​​rørene i hver sektion af varmeanlægget, trykfaldet på dem, for at frembringe en hydraulisk sammenkobling af alle de cirkulerende ringe i komplekse vandvarmesystemer.

Konsekvenser af beregningsfejl og hvordan man retter dem

Det er indlysende, at den hydrauliske beregning er et ret kompliceret og afgørende stadium i udviklingen af ​​opvarmning. For at lette sådanne beregninger er der udviklet et helt matematisk apparat; der er talrige versioner af computerprogrammer designet til at automatisere processen med dens udførelse.

På trods af dette er ingen immune fra fejl. Blandt de mest almindelige valg af effekt af termiske enheder uden at udføre den ovenfor nævnte beregning. I dette tilfælde udover de højere omkostninger ved radiatorbatterierne selv (hvis strømmen er mere end nødvendigt), vil systemet være dyrt, forbruge en øget mængde brændstof og kræve større betydning for dets indhold. Enkelt sagt, værelserne bliver varme, ventilationskanalerne er konstant åbne, og du skal også betale for opvarmning af gaden. Ved undervurderet kraft vil opvarmningsforsøg føre til kedelfunktion ved højere effekt og vil også kræve høje finansielle omkostninger. For at rette op på en sådan fejl er det ganske svært, kan det være nødvendigt at færdiggøre hele opvarmningen helt.

Hvis installationen af ​​radiatorbatterier udføres forkert, falder også det samlede opvarmning af hele varmekomplekset. Sådanne fejl omfatter ukorrekt installation af batteriet. Fejl i denne gruppe kan halvere varmeoverførslen af ​​de højeste kvalitet termiske enheder. Som i det første tilfælde vil ønsket om at øge temperaturen i rummet føre til yderligere omkostninger ved energi. For at rette installationsfejl er det ofte nok at geninstallere og tilslutte radiatorbatterierne igen.

Den næste gruppe af fejl vedrører fejlen ved bestemmelse af den nødvendige effekt af varmekilden og varmeapparaterne. Hvis kedlens kraft er klart højere end effekten af ​​varmeapparaterne, vil den arbejde ineffektivt og forbruge en større mængde brændstof. Der er dobbelt overforbrug: på tidspunktet for køb af en sådan kedel og under drift. For at rette op på situationen, skal en sådan kedel, radiatorer eller en pumpe, eller endda alle rørene i systemet, ændres.

Ved beregning af kedelens nødvendige effekt kan der være en fejl ved bestemmelsen af ​​bygningens varmetab. Som følge heraf vil varmegeneratorens kapacitet blive overvurderet. Resultatet vil være for stort brændstofforbrug. For at rette fejlen skal du udskifte kedlen.

Fejlagtig beregning af balancering af systemet, krænkelse af kravene til omtrentlig ligestilling, etc. kan medføre, at der skal installeres en kraftigere pumpe, som giver dig mulighed for at levere transportøren til fjernvarmeanlæg i opvarmet tilstand. I dette tilfælde kan "lyd akkompagnement" forekomme i form af hum, fløjte osv. Hvis sådanne fejl opstår i et opvarmet vandgulvsystem, kan et "sanggulv" skyldes installation af en kraftig pumpe.

Hvis fejl bestemmer den nødvendige mængde kølevæske eller overførsel af gravitationssystemet til tvungen cirkulation, kan dens volumen være for stor, og fjernvarmeanordninger virker ikke. Som før vil forsøg på at løse problemet ved at øge intensiteten af ​​opvarmning føre til overdreven gasforbrug og kedelslid. Problemet kan løses ved at bruge en ny pumpe og en hydraulisk nål, det vil sige, at understationen alligevel skal redone.

Det kan trods alt sagt uden tvivl sige, at udførelse af hydraulikberegningen af ​​varmesystemet sikrer, at omkostningerne minimeres i alle faser af design, installation, installation og langvarig drift af et yderst effektivt vandvarmesystem.