Calcolo idraulico di un impianto di riscaldamento: semplice nel complesso. Come eseguire i calcoli idraulici di un impianto di riscaldamento? Calcolatore del sistema di riscaldamento xlsx

L'efficienza del suo funzionamento e i tempi del suo funzionamento economico e senza problemi dipendono in gran parte dalla corretta selezione di tutti gli elementi del sistema di riscaldamento dell'acqua e dalla loro installazione. Quanto sarà economico ed efficiente il riscaldamento della casa sarà dimostrato dall'investimento iniziale nella fase di installazione e installazione del sistema. Diamo uno sguardo più da vicino a come vengono eseguiti i calcoli idraulici degli impianti di riscaldamento al fine di determinare la potenza ottimale dell'impianto di riscaldamento.

Efficienza del sistema di riscaldamento “a occhio”

In molti modi, l’importo di tali costi dipende da:

diametri della tubazione richiesti
raccordi e relativi dispositivi di riscaldamento
adattatori
valvole di controllo e intercettazione

Il desiderio di minimizzare tali costi non dovrebbe andare a scapito della qualità, ma deve essere mantenuto il principio di ragionevole sufficienza, un certo livello ottimale.

La maggior parte dei moderni sistemi di riscaldamento individuale utilizzano pompe elettriche per garantire la circolazione forzata del liquido di raffreddamento, che viene spesso utilizzato come composti antigelo antigelo. La resistenza idraulica di tali sistemi di riscaldamento sarà diversa per i diversi tipi di refrigeranti.

Tenendo conto del costo in costante crescita delle risorse energetiche (tutti i tipi di carburante, elettricità) e materiali di consumo(liquidi refrigeranti, pezzi di ricambio, ecc.), è necessario cercare di inserirli nel sistema fin dall'inizio il principio di minimizzazione dei costi operativi del sistema. Ancora una volta, in base al loro rapporto ottimale per risolvere il problema della creazione di un regime di temperatura confortevole negli ambienti riscaldati.

Naturalmente, deve essere garantito il rapporto di potenza di tutti gli elementi del sistema di riscaldamento modalità ottimale di alimentazione del refrigerante ai dispositivi di riscaldamento in un volume sufficiente per svolgere il compito principale dell'intero sistema: riscaldare e mantenere un determinato regime di temperatura all'interno della stanza, indipendentemente dalle variazioni della temperatura esterna. Gli elementi del sistema di riscaldamento includono:

caldaia
pompa
diametro del tubo
valvole di controllo e intercettazione
apparecchi termici

Inoltre, sarebbe molto positivo se inizialmente nel progetto fosse incorporata una certa “elasticità” che lo consentisse passaggio a un diverso tipo di refrigerante(sostituzione dell'acqua con antigelo). Inoltre, l'impianto di riscaldamento, al variare delle condizioni operative, non deve in alcun modo introdurre disagio nel microclima interno dei locali.

Calcolo idraulico e problemi da risolvere

Nel processo di esecuzione dei calcoli idraulici del sistema di riscaldamento, viene risolta una gamma abbastanza ampia di problemi per garantire l'attuazione di quanto sopra e una serie di requisiti aggiuntivi. In particolare, il diametro delle tubazioni in tutti i settori viene determinato secondo i parametri consigliati, tra cui la determinazione di:

velocità di guida liquido refrigerante;
scambio termico ottimale in tutte le aree e dispositivi del sistema, tenendo conto della sua fattibilità economica.

Durante il movimento del liquido di raffreddamento, è inevitabile attrito contro le pareti del tubo, si verificano perdite di velocità, particolarmente evidenti nelle zone contenenti svolte, tornanti, ecc. Tra i compiti del calcolo idraulico rientra la determinazione della perdita di velocità del mezzo, o meglio, della pressione su sezioni del sistema simili a quelle indicate, per contabilità generale e inclusione dei compensatori richiesti nel progetto. Parallelamente alla determinazione della perdita di pressione, è necessario conoscere il volume richiesto, chiamato portata, del liquido di raffreddamento nell'intero sistema di riscaldamento dell'acqua progettato.

Tenendo conto della ramificazione dei moderni impianti di riscaldamento e dei requisiti progettuali per l'implementazione degli schemi elettrici più comuni, ad esempio l'approssimativa uguaglianza delle lunghezze delle diramazioni nel circuito del collettore, i calcoli idraulici consentono di tenere in considerazione tali caratteristiche account. Ciò fornirà di più bilanciamento automatico e collegamento dei rami di alta qualità collegati in parallelo o secondo un altro circuito. Tali capacità sono spesso richieste durante il funzionamento con l'uso di elementi di intercettazione e controllo, se è necessario disconnettere o bloccare singoli rami e direzioni, se è necessario far funzionare il sistema in modalità non standard.

Preparazione per eseguire il calcolo

L'esecuzione di un calcolo dettagliato e di alta qualità dovrebbe essere preceduta da riga attività preparatorie sull'attuazione dei programmi di calcolo. Questa parte può essere chiamata raccolta di informazioni per il calcolo. Essendo la parte più difficile nella progettazione di un sistema di riscaldamento dell'acqua, i calcoli idraulici consentono di progettare con precisione tutto il suo funzionamento. I dati in elaborazione dovranno necessariamente comprendere la definizione del bilancio termico richiesto degli ambienti che verranno riscaldati dall'impianto di riscaldamento progettato.

Nel progetto, il calcolo viene effettuato tenendo conto del tipo di dispositivi di riscaldamento selezionati, con determinate superfici di scambio termico e il loro posizionamento in ambienti riscaldati, questi possono essere batterie di sezioni del radiatore o scambiatori di calore di altro tipo. I loro punti di posizionamento sono indicati sulle planimetrie della casa o dell'appartamento.

Lo schema accettato per la configurazione di un sistema di riscaldamento dell'acqua deve essere presentato graficamente. Questo diagramma indica la posizione del generatore di calore (caldaia), mostra punti di fissaggio per dispositivi di riscaldamento, posa delle condotte principali di ingresso e uscita, passaggio di diramazioni di dispositivi di riscaldamento. Lo schema mostra in dettaglio la posizione degli elementi delle valvole di controllo e di intercettazione. Ciò include tutti i tipi di rubinetti e valvole installate, valvole di trasferimento, regolatori, termostati. In generale, tutto ciò che viene comunemente chiamato normativo e valvole di intercettazione.

Dopo aver determinato la configurazione di sistema richiesta nel piano, deve essere disegni in proiezione assonometrica su tutti i piani. In questo schema ad ogni dispositivo di riscaldamento viene assegnato un numero e viene indicata la potenza termica massima. Un elemento importante, indicato anche per dispositivo termico nel diagramma è indicata la lunghezza stimata del tratto di tubazione per il suo collegamento.

Notazione e ordine di esecuzione

I piani devono indicare, preliminarmente determinati, anello di circolazione, chiamato principale. Rappresenta necessariamente un circuito chiuso, comprese tutte le sezioni della pipeline del sistema consumo più elevato refrigerante. Per gli impianti a due tubi, queste sezioni vanno dalla caldaia (fonte di energia termica) al dispositivo di riscaldamento più remoto e di nuovo alla caldaia. Per i sistemi monotubo, viene presa una sezione del ramo: la colonna montante e la parte di ritorno.

L'unità di calcolo è sezione della conduttura, avente diametro e corrente (consumo) costanti del vettore di energia termica. Il suo valore è determinato in base al bilancio termico della stanza. È stato adottato un certo ordine per designare tali segmenti, a partire dalla caldaia (fonte di calore, generatore di energia termica), sono numerati. Se sono presenti diramazioni della pipeline di fornitura, queste sono indicate in maiuscolo in ordine alfabetico. La stessa lettera con un tratto indica punto di raccolta di ciascuna diramazione della condotta principale di ritorno.

La designazione dell'inizio di un ramo di apparecchi di riscaldamento indica il numero del piano (sistemi orizzontali) o del ramo - montante (verticale). Lo stesso numero, ma con un trattino, è posto nel punto di collegamento con la linea di ritorno per la raccolta dei flussi di liquido refrigerante. In coppia, queste designazioni comporre il numero di ciascun ramo zona di insediamento. La numerazione viene eseguita in senso orario dall'angolo in alto a sinistra del piano. La lunghezza di ciascun ramo è determinata in base al piano; l'errore non è superiore a 0,1 m.

Nella planimetria dell'impianto di riscaldamento, per ogni segmento viene considerato carico termico, pari al flusso di calore trasferito dal liquido di raffreddamento, è accettato arrotondato a 10 W. Dopo aver determinato per ciascun dispositivo di riscaldamento nel ramo, viene determinato il carico termico totale sul tubo di alimentazione principale. Come sopra, anche qui i valori ottenuti sono arrotondati a 10 W. Dopo i calcoli, ciascuna sezione deve avere una doppia designazione indicante al numeratore valori di carico termico, e al denominatore - lunghezza della sezione in metri.

La quantità (flusso) richiesta di refrigerante in ciascuna area può essere facilmente determinata dividendo la quantità di calore nell'area (corretta da un coefficiente che tiene conto della capacità termica specifica dell'acqua) per la differenza di temperatura tra il refrigerante riscaldato e raffreddato in questa area. zona. Ovviamente, il valore totale di tutte le sezioni calcolate fornirà la quantità necessaria di refrigerante per l'intero sistema.

Senza entrare nei dettagli, va detto che ulteriori calcoli consentono di determinare i diametri dei tubi di ciascuna sezione dell'impianto di riscaldamento, la perdita di pressione su di essi e di collegare idraulicamente tutti gli anelli di circolazione in complessi sistemi di riscaldamento dell'acqua.

Conseguenze degli errori di calcolo e modi per correggerli

È ovvio che il calcolo idraulico è una fase piuttosto complessa e importante nello sviluppo del riscaldamento. Per facilitare tali calcoli, è stato sviluppato intero apparato matematico, esistono numerose versioni di programmi per computer progettati per automatizzare il processo di implementazione.

Nonostante ciò, nessuno è immune dagli errori. Tra le più comuni c'è la scelta della potenza degli apparecchi termici senza effettuare il calcolo sopra indicato. In questo caso, oltre al maggior costo delle batterie dei radiatori stesse (se la potenza è maggiore di quella richiesta), il sistema sarà costoso consumando una maggiore quantità di carburante e richiedendone di più per il suo mantenimento. In poche parole, le stanze saranno calde, le finestre sono costantemente aperte e dovrai pagare un extra per il riscaldamento della strada. In caso di potenza ridotta, tentativi di riscaldamento porterà la caldaia a funzionare a potenza maggiorata e richiederà anche elevati costi finanziari. Correggere un errore del genere è piuttosto difficile; potrebbe essere necessario rifare completamente l'intero riscaldamento.

Se l'installazione delle batterie dei radiatori viene eseguita in modo errato, diminuisce anche l'efficienza dell'intero sistema di riscaldamento. Tali errori includono violazione delle regole di installazione della batteria. Errori in questo gruppo possono dimezzare il trasferimento di calore degli apparecchi di riscaldamento della massima qualità. Come nel primo caso, il desiderio di aumentare la temperatura nella stanza comporterà ulteriori costi energetici. Per correggere gli errori di installazione, spesso è sufficiente reinstallare e ricollegare le batterie del radiatore.

Il successivo gruppo di errori riguarda l'errore nella determinazione della potenza richiesta della fonte di calore e dei dispositivi di riscaldamento. Se la potenza della caldaia è ovviamente superiore alla potenza dei dispositivi di riscaldamento, funzionerà in modo inefficiente, consumando più carburante. È ovvio doppio superamento dei costi: al momento dell'acquisto di tale caldaia e durante il funzionamento. Per correggere la situazione, sarà necessario cambiare la caldaia, i radiatori o la pompa o anche tutti i tubi dell'impianto.

Quando si calcola la potenza richiesta della caldaia, si può commettere un errore nel determinare la perdita di calore dell'edificio. Di conseguenza, la potenza del generatore di energia termica sarà sovrastimata. Il risultato sarà un consumo eccessivo di carburante. Per correggere l'errore, dovrai farlo sostituire la caldaia.

Un calcolo errato del bilanciamento del sistema, la violazione dei requisiti per l'uguaglianza approssimativa dei rami, ecc. Possono portare alla necessità di installare una pompa più potente che consenta di consegnare il vettore a dispositivi di riscaldamento distanti in uno stato riscaldato. Tuttavia, in questo caso è possibile l'apparizione di un "accompagnamento sonoro" sotto forma di ronzio, fischio ecc. Se si commettono errori simili in un sistema a pavimento con acqua calda, il risultato dell'installazione di una potente pompa può essere un "pavimento che canta".

Se si verificano errori nel determinare la quantità richiesta di refrigerante o nel passaggio del sistema gravitazionale alla circolazione forzata, il suo volume potrebbe rivelarsi troppo grande e la lunga distanza gli apparecchi di riscaldamento non funzioneranno. Come in precedenza, i tentativi di risolvere il problema aumentando l'intensità del riscaldamento porteranno ad un consumo eccessivo di gas e all'usura della caldaia. Il problema può essere risolto utilizzando una nuova pompa e un interruttore idraulico, ovvero l'unità di riscaldamento dovrà ancora essere rifatta.

Del resto possiamo dirlo senza dubbio esecuzione di calcoli idraulici Il sistema di riscaldamento garantirà di ridurre al minimo i costi in tutte le fasi di progettazione, installazione, installazione e funzionamento a lungo termine di un sistema di riscaldamento dell'acqua altamente efficiente.

Esempio di calcolo idraulico (video)

Buona giornata a tutti! Oggi descriverò come eseguire il calcolo idraulico di un impianto di riscaldamento e di cosa si tratta. Cominciamo con l'ultima domanda.

Cos'è il calcolo idraulico e perché è necessario?

Il calcolo idraulico (di seguito denominato GR) è un algoritmo matematico, in seguito al quale otterremo il diametro richiesto dei tubi in un dato sistema (ovvero il diametro interno). Inoltre, sarà chiaro quale dobbiamo utilizzare: vengono determinate la pressione e la portata della pompa. Tutto ciò consentirà di rendere l'impianto di riscaldamento economicamente ottimale. È prodotto sulla base delle leggi dell'idraulica, una branca speciale della fisica dedicata al movimento e all'equilibrio nei liquidi.

Teoria del calcolo idraulico di un impianto di riscaldamento.

Teoricamente, il riscaldamento GR si basa sulla seguente equazione:

Questa uguaglianza è valida per un'area specifica. Questa equazione è decifrata come segue:

ΔP: perdita di pressione lineare.
R è la perdita di carico specifica nel tubo.
l è la lunghezza dei tubi.
z—perdita di pressione nelle uscite, .

Dalla formula risulta chiaro che la perdita di carico è tanto maggiore quanto più è lunga e quanto più contiene rami o altri elementi che riducono il passaggio o modificano la direzione del flusso del fluido. Scopriamo a cosa corrispondono R e z. Per fare ciò, considerare un'altra equazione che mostra la perdita di pressione dovuta all'attrito contro le pareti del tubo:

Attrito ΔP = (λ/d)*(v²ρ/2)

Questa è l'equazione di Darcy-Weisbach. Decifriamolo:

λ è un coefficiente che dipende dalla natura del movimento del tubo.
d è il diametro interno del tubo.
ρ è la densità del liquido.

Da questa equazione si stabilisce dipendenza importante— la perdita di pressione dovuta all'attrito è tanto minore quanto maggiore è il diametro interno dei tubi e minore è la velocità di movimento del fluido. Inoltre, la dipendenza dalla velocità è quadratica. Le perdite nelle curve, nei raccordi a T e nelle valvole di intercettazione vengono determinate utilizzando un'altra formula:

Armatura ΔP = ξ*(v²ρ/2)

ξ è il coefficiente di resistenza locale (di seguito denominato KMR).
v è la velocità del movimento del fluido.
ρ è la densità del liquido.

Questa equazione mostra anche che la caduta di pressione aumenta con l'aumentare della velocità del fluido. Inoltre, vale la pena dire che in caso di applicazione, anche la sua densità svolgerà un ruolo importante: maggiore è, più pesante è la pompa di circolazione. Pertanto, nel passaggio ad “antigelo”, potrebbe essere necessario sostituire la pompa di circolazione.

Da tutto quanto sopra deriviamo la seguente uguaglianza:

ΔP =ΔP attrito +ΔP armatura =((λ/d) (v²ρ/2)) + (ξ(v²ρ/2)) = ((λ/α) l(v²ρ/2)) + (ξ*(v²ρ/2)) = R l + z;

Da qui otteniamo le seguenti uguaglianze per R e z:

R = (λ/α)*(v²ρ/2) Pa/m;

z = ξ*(v²ρ/2) Pa;

Ora scopriamo come calcolare la resistenza idraulica utilizzando queste formule.

Come si calcola in pratica la resistenza idraulica di un impianto di riscaldamento?

Gli ingegneri spesso devono calcolare i sistemi di riscaldamento per grandi strutture. Hanno un gran numero di dispositivi di riscaldamento e molte centinaia di metri di tubi, ma devi ancora contarli. Dopotutto, senza GR non sarà possibile scegliere la pompa di circolazione giusta. Inoltre, la GR consente di determinare anche prima dell'installazione se tutto ciò funzionerà.

Per semplificare la vita ai progettisti, sono stati sviluppati vari metodi numerici e software per determinare la resistenza idraulica. Partiamo dal manuale all'automatico.

Formule approssimative per il calcolo della resistenza idraulica.

Per determinare le perdite per attrito specifiche in una tubazione, viene utilizzata la seguente formula approssimativa:

R=5 10 4 v 1,9 /d 1,32 Pa/m;

Qui viene preservata una dipendenza quasi quadratica dalla velocità del movimento del fluido nella tubazione. Questa formula è valida per velocità di 0,1-1,25 m/s.

Se conosci la portata del liquido di raffreddamento, esiste una formula approssimativa per determinare il diametro interno dei tubi:

d = 0,75√Gmm;

Ricevuto il risultato è necessario utilizzare la seguente tabella per ottenere il diametro nominale:

Il più laborioso sarà il calcolo della resistenza locale nei raccordi, nelle valvole di intercettazione e nei dispositivi di riscaldamento. In precedenza ho menzionato i coefficienti di resistenza locale ξ; la loro selezione viene effettuata utilizzando tabelle di riferimento. Se tutto è chiaro con gli angoli e le valvole di intercettazione, la scelta di KMS per i tee si trasforma in un'intera avventura. Per rendere più chiaro di cosa sto parlando, guardiamo la seguente immagine:

Dalla foto potete vedere che abbiamo ben 4 tipologie di tee, ognuna delle quali avrà il proprio CMS di resistenza locale. La difficoltà qui sarà facendo la scelta giusta direzione del flusso del liquido refrigerante. Per chi ne avesse realmente bisogno riporto qui una tabella con le formule tratte dal libro di O.D. Samarin “Calcoli idraulici dei sistemi di ingegneria”:

Queste formule possono essere trasferite a MathCAD o qualsiasi altro programma e calcolare il CMR con un errore fino al 10%. Le formule sono applicabili per velocità del refrigerante da 0,1 a 1,25 m/s e per tubi con diametro nominale fino a 50 mm. Tali formule sono abbastanza adatte per il riscaldamento di cottage e case private. Ora diamo un'occhiata ad alcune soluzioni software.

Programmi per il calcolo della resistenza idraulica negli impianti di riscaldamento.

Ora su Internet puoi trovare molti programmi diversi per il calcolo del riscaldamento, a pagamento e gratuiti. È chiaro che i programmi a pagamento hanno funzionalità più potenti di quelli gratuiti e consentono di risolvere una gamma più ampia di problemi. È logico che i progettisti professionisti acquistino tali programmi. Per una persona media che desidera calcolare autonomamente l'impianto di riscaldamento della propria casa, saranno sufficienti i programmi gratuiti. Di seguito è riportato un elenco dei prodotti software più comuni:

Valtec.PRG - demone programma a pagamento per il calcolo del riscaldamento e dell'approvvigionamento idrico. È possibile calcolare pavimenti riscaldati e anche pareti riscaldate
HERZ è un'intera famiglia di programmi. Con il loro aiuto, puoi calcolare sia i sistemi di riscaldamento monotubo che quelli bitubo. Il programma ha una comoda presentazione grafica e la possibilità di scomporlo in planimetrie. È possibile calcolare le perdite di calore
Potok è uno sviluppo domestico, ovvero un sistema CAD completo in grado di progettare reti di servizi di qualsiasi complessità. A differenza dei precedenti, Stream è un programma a pagamento. Pertanto, è improbabile che la persona media lo utilizzi. È destinato ai professionisti.

Ci sono molte altre soluzioni. Principalmente da produttori di tubi e raccordi. I produttori adattano i programmi di calcolo ai loro materiali e quindi, in una certa misura, costringono le persone ad acquistare i loro materiali. Questa è una manovra di marketing e non c'è niente di sbagliato in questo.

Riassunto dell'articolo.

Calcolare la resistenza idraulica di un impianto di riscaldamento non è la cosa più semplice da fare e richiede esperienza. Gli errori qui possono essere molto costosi. Alcuni rami e montanti potrebbero non funzionare. Semplicemente non ci sarà circolazione attraverso di loro. Per questo motivo, è meglio che lo facciano le persone con istruzione ed esperienza in questo tipo di lavoro. Gli stessi installatori non fanno quasi mai i calcoli. Tendono a prendere ovunque le stesse decisioni che prima funzionavano per loro. Ma ciò che ha funzionato per un’altra persona non necessariamente funzionerà per te. Per questo motivo consiglio vivamente di contattare un ingegnere e realizzare un progetto a tutti gli effetti. Per ora è tutto, aspetto le vostre domande nei commenti.

Conforto dentro casa di campagna dipende in gran parte dal funzionamento affidabile del sistema di riscaldamento. Il trasferimento di calore nei sistemi di riscaldamento a radiatori, “pavimento caldo” e “battiscopa caldo” è assicurato dal movimento del liquido di raffreddamento attraverso i tubi. Pertanto, la corretta scelta delle pompe di circolazione, delle valvole di intercettazione e di regolazione, dei raccordi e la determinazione del diametro ottimale delle tubazioni è preceduta da un calcolo idraulico dell'impianto di riscaldamento.

Questo calcolo richiede conoscenze professionali, quindi siamo in questa parte del percorso formativo “Sistemi di riscaldamento: scelta, installazione”, con l'aiuto di uno specialista REHAU, ti diremo:

Di quali sfumature dovresti essere consapevole prima di eseguire un calcolo idraulico?
Qual è la differenza tra i sistemi di riscaldamento con vicolo cieco e movimento associato del liquido di raffreddamento?
Quali sono gli obiettivi dei calcoli idraulici?
In che modo il materiale dei tubi e il metodo di connessione influiscono sul calcolo idraulico.
Come speciali software possono velocizzare e semplificare il processo di calcolo idraulico.

Sfumature che è necessario conoscere prima di eseguire un calcolo idraulico

Sergej Bulkin

Utilizzando questi programmi è possibile effettuare calcoli idraulici, determinare le caratteristiche di regolazione delle valvole di intercettazione e di controllo e creare automaticamente una specifica personalizzata. A seconda del tipo di programma, i calcoli vengono eseguiti nell'ambiente AutoCAD o nel proprio editor grafico.

Aggiungiamo che ormai, nella progettazione di strutture industriali e civili, si tende a utilizzare le tecnologie BIM (building information modeling). In questo caso, tutti i progettisti lavorano in un unico spazio informativo. A questo scopo viene creato un modello “nuvola” dell’edificio. Grazie a ciò, eventuali incongruenze vengono individuate in fase di progettazione, e vengono apportate tempestivamente le modifiche necessarie al progetto. Ciò ti consente di pianificare tutto con precisione lavori di costruzione, evitare ritardi nella consegna dell'oggetto e ridurre così il preventivo.

Lo scopo del calcolo idraulico dell'impianto di riscaldamento è selezionare i diametri dei tubi per la fornitura del liquido di raffreddamento e selezionare una pompa di circolazione.

Non è un segreto che alcuni aspiranti esperti selezionino i tubi di riscaldamento "a occhio" e affermino che non ha senso calcolare il sistema di riscaldamento. Di conseguenza, i radiatori non possono funzionare a piena capacità e i proprietari dell'impianto di riscaldamento lamentano di aver scelto un dispositivo di riscaldamento con un numero insufficiente di sezioni.

Per evitare che ciò accada è necessario che ciascuna sezione dell'impianto di riscaldamento calcoli il diametro della sezione di flusso minimo e selezioni i tubi e selezioni i tubi il cui diametro interno sarà uguale ad esso o leggermente più grande (ma non più piccolo).

Per fare ciò, puoi utilizzare i servizi di uno specialista oppure puoi eseguire tu stesso il calcolo. Ciò richiederà uno schema del futuro sistema di riscaldamento, tabelle di ingegneria termica e una comprensione dell'essenza del processo in atto.

Schema dell'impianto di riscaldamento

L'elaborazione di uno schema di riscaldamento è indissolubilmente legata all'esecuzione di calcoli termotecnici. Può essere accurato, tenendo conto delle perdite di calore, oppure può essere approssimativo, calcolato sul rapporto generalmente accettato tra l'area della stanza e la potenza termica richiesta per riscaldarla. Ad esempio, per la parte centrale della Russia si ritiene che per riscaldare 1 m2 di spazio abitativo sia necessario 1 kW di energia termica.

In base a questo rapporto è possibile, con un grado di probabilità sufficientemente elevato, selezionare i dispositivi di riscaldamento, distribuirli nelle stanze e collegarli con i tubi, senza dimenticare la caldaia di riscaldamento, il vaso di espansione e pompa di circolazione.

Quando lo schema del sistema di riscaldamento è pronto, puoi iniziare i calcoli idraulici.

Problema di calcolo idraulico

Il diametro della sezione trasversale interna del tubo deve essere sufficiente per fornire al dispositivo di riscaldamento la quantità di refrigerante necessaria per funzionare a piena capacità. In questo caso, si presuppone che la velocità di movimento del fluido sia compresa tra 0,2 e 0,5 l/s e che la differenza di temperatura tra il liquido di raffreddamento all'ingresso e all'uscita del dispositivo di riscaldamento sia di 20 C.

Quanto più lontano è il dispositivo di riscaldamento dalla caldaia, tanto maggiore è la distanza che il liquido di raffreddamento è costretto a percorrere per raggiungerlo, e quindi maggiore è la resistenza idraulica che ne impedisce il movimento. Per regolare questo processo, è necessario utilizzare tubi di diverso diametro. Pertanto in un impianto di riscaldamento non è sempre possibile collegare tutti gli apparecchi con un tubo dello stesso diametro ed ogni sezione deve essere calcolata separatamente.

Il secondo compito del calcolo idraulico dell'impianto di riscaldamento è selezionare una pompa di circolazione.

Il fatto è che il movimento del liquido attraverso il sistema di riscaldamento sperimenta la resistenza idraulica creata dalla forza dell'attrito interno. In effetti, non importa quanto sia liscia la superficie interna della tubazione, su di essa sono presenti delle tacche microscopiche che impediscono il flusso. Di conseguenza, la pressione del liquido diminuisce e si crea una differenza tra la pressione del liquido di raffreddamento all'ingresso del sistema e all'uscita da esso. Lo scopo dell'installazione di una pompa di circolazione è eliminare la caduta di pressione e garantire un movimento ininterrotto del fluido.

Calcolo del diametro del tubo

Come accennato in precedenza, il diametro del tubo deve essere sufficiente per fornire la quantità necessaria di refrigerante ai radiatori di riscaldamento.

Pertanto, per prima cosa, determina esattamente la quantità di liquido refrigerante necessaria affinché il radiatore funzioni in modo efficiente, utilizzando la formula:

G = 860q/∆t, Dove:

G – quantità richiesta di refrigerante, kg/h;
q – potenza termica del radiatore, kW;
Δt – differenza di temperatura nelle tubazioni di mandata e di ritorno, nel nostro calcolo è di 20 gradi, ma la cifra potrebbe essere diversa

Il calcolo inizia con l'ultimo (finale) dispositivo di riscaldamento, quello più lontano dalla caldaia, perché è ad esso che deve essere erogata la quantità di liquido refrigerante per radiatore.

Se si tratta di un dispositivo da 2 kW, il calcolo sarà simile a:

860 x 2 / 20 = 86 kg/h.

È più conveniente esprimere il risultato in litri; per questo è necessario utilizzare la formula:

GV = G /3600ρ, Dove:

GV è il flusso d'acqua, l/sec;
ρ è la densità dell'acqua, il cui valore può essere ricavato dalle tabelle. Ad esempio, a una temperatura di 60 ºС, la densità dell'acqua è 0,983 kg / litro.

Dopo aver effettuato i calcoli otteniamo come risposta 0,024 l/sec. Questa è la quantità di liquido refrigerante che deve passare attraverso la sezione del tubo per il normale funzionamento dei dispositivi di riscaldamento.

Il calcolo non è ancora finito. Ora devi trovare il diametro del tubo. Per fare ciò è necessario utilizzare le tabelle per i calcoli idraulici tubi dell'acqua. Puoi trovare queste tabelle su Internet: questo non è un problema.

Di seguito è riportato un esempio di selezione del diametro dei tubi per un impianto di riscaldamento, che utilizza i dati di calcolo per un radiatore da 2 kW. Si prega di notare che le tabelle sono compilate per vari tipi tubi con diversa resistenza idraulica, quindi quando si avvia il calcolo, questo deve essere tenuto in considerazione durante il calcolo.

Nell'esempio riportato, ad esempio, è stato selezionato un tubo d'acciaio con un diametro di 10 mm. Per i tubi in polimero questo diametro può essere significativamente più piccolo.

Si prega di notare che il diametro calcolato potrebbe non sempre corrispondere al diametro effettivo dei tubi. Ad esempio, le tubazioni in acciaio da 10 mm non vengono utilizzate nel riscaldamento. In questo caso, scegli un tubo di grande diametro, ad esempio, per l'acciaio può essere 15 mm.

Dopo il primo radiatore, si passa al calcolo della seconda sezione del circuito e alla determinazione del diametro del tubo lungo il quale scorre il liquido di raffreddamento per due dispositivi di riscaldamento. L'algoritmo di calcolo è completo. corrisponde al diagramma sopra riportato, ma la potenza termica è pari alla somma delle potenze termiche di due apparecchi riscaldanti.

Un calcolo così semplice consente di selezionare il diametro dei tubi di riscaldamento con una precisione sufficientemente elevata ed essere sicuri che ciascun dispositivo riceverà quantità richiesta liquido di raffreddamento riscaldato.

Per calcolare la pompa di circolazione, è possibile utilizzare le tabelle di ingegneria termica di Shevelev. Contengono i valori di perdita di carico per una tubazione di un certo diametro; basta conoscerne la lunghezza.

Il calcolo della perdita di carico in base alla resistenza idraulica viene effettuato per ciascuna sezione dell'impianto di riscaldamento in cui sono presenti tubi di diverso diametro. I valori ottenuti vengono riassunti.

La pompa viene solitamente selezionata con una riserva di carica di almeno il 20%.

È bene precisare che, così come nel calcolo dei diametri, anche nel calcolo di una pompa è necessario tenere conto del materiale delle tubazioni.

IN condomini La maggior parte delle regioni dello stato russo, di norma, utilizza il riscaldamento centralizzato, ma recentemente i sistemi di riscaldamento autonomi hanno iniziato a guadagnare popolarità. Sia per il primo che per il secondo caso è necessario il calcolo idraulico dell'impianto di riscaldamento.

Calcolo idraulico

Lo scopo pratico del calcolo idraulico di un impianto di riscaldamento è garantire che la portata negli elementi del circuito corrisponda alla portata effettiva. Il volume del liquido di raffreddamento che entra nei dispositivi di riscaldamento deve formare un certo regime di temperatura all'interno di un'abitazione privata, tenendo conto delle temperature esterne e di quelle impostate dal cliente per ogni stanza, in base alla sua destinazione funzionale.

Per eseguire correttamente i calcoli del riscaldamento idraulico è necessario studiare la terminologia di base per comprendere meglio i processi che avvengono all'interno del sistema. Ad esempio, un aumento della velocità di un fluido di lavoro riscaldato può provocare un parallelo aumento della resistenza idraulica nelle tubazioni. La resistenza dell'impianto di riscaldamento si misura in metri di colonna d'acqua.

I principali errori nell'installazione del riscaldamento domestico. Sistemi di riscaldamento domestico.

Maggioranza schemi classici la fornitura di calore è costituita dai seguenti elementi obbligatori:

1. generatore di calore;
2. conduttura principale;
3. elementi riscaldanti (registri o radiatori);
4. valvole idrauliche (intercettazione e controllo).

Utilizzando le valvole di controllo, l'impianto di riscaldamento è collegato. Ogni elemento ha il suo individuo specifiche tecniche, che viene utilizzato per i calcoli idraulici dell'impianto di riscaldamento. Calcolatrice online o foglio di calcolo Excel con formule e algoritmi di calcolo sarà in grado di semplificare notevolmente questo compito. Questi programmi sono forniti in modo assolutamente gratuito e non incidono in alcun modo sul budget del progetto.

Come eseguire le prove idrauliche degli impianti di riscaldamento

Diametro del tubo

Per calcolare l'idraulica di un impianto di riscaldamento occorrono informazioni sui calcoli termici e uno schema assonometrico. Per selezionare la sezione trasversale dei tubi, vengono utilizzati quelli convenienti dal punto di vista economico. dati di calcolo del calore finale:

Per determinare il diametro interno di ciascuna sezione, utilizzare una tabella. Precedentemente ogni ramo di riscaldamento veniva diviso in segmenti a partire dal punto finale. La ripartizione si basa sul flusso del liquido refrigerante, che varia da un elemento riscaldante all'altro. Dopo ogni dispositivo di riscaldamento inizia un nuovo segmento.

Nel primo segmento, il valore della portata massica del liquido di raffreddamento è determinato in base all'indicatore di potenza dell'ultima batteria: G = 860q / ∆t, dove q è la potenza dell'elemento riscaldante (kW).

Il liquido refrigerante nella prima sezione si calcola come segue: 860 x 2 / 20 = 86 kg/h. I risultati ottenuti sono riportati direttamente sul diagramma assonometrico, tuttavia, per poter continuare ulteriori calcoli, il valore finale risultante dovrà essere convertito in altre unità di misura: litri al secondo.

Per eseguire la conversione, utilizzare la formula: GV = G / 3600 x ρ, dove GV è il consumo capacitivo di liquido (l/sec), ρ è l'indicatore della densità del liquido refrigerante (a una temperatura di 60 ºC è 0,983 kg/litro) . Risulta: 86 ÷ 3600 x 0,983 = 0,024 l/sec. La necessità di convertire la misura quantità fisicaè giustificato utilizzando valori tabellari, con l'aiuto dei quali viene determinata la sezione trasversale della tubazione.

Calcolo idraulico dei sistemi di approvvigionamento idrico in Revit (Revit+liNear Analyse Potable Water)

Definizione di resistenza

Gli ingegneri si trovano spesso ad affrontare i calcoli dei sistemi di fornitura di calore per grandi strutture. Tali sistemi richiedono grande quantità apparecchi di riscaldamento e centinaia di metri lineari di tubazioni. È possibile calcolare la resistenza idraulica di un sistema di riscaldamento utilizzando equazioni o speciali programmi automatizzati.

Per determinare la perdita di calore relativa per l'adesione nella linea, viene utilizzata la seguente equazione approssimativa: R = 510 4 v 1,9 / d 1,32 (Pa/m). L'uso di questa equazione è giustificato per velocità non superiori a 1,25 m/s.

Se il valore del consumo è noto acqua calda, allora si usa un'equazione approssimativa per trovare la sezione trasversale all'interno del tubo: d = 0,75 √G (mm). Dopo aver ricevuto il risultato, sarà necessario fare riferimento ad un'apposita tabella per ottenere la sezione trasversale del diametro nominale.

Il calcolo più noioso e laborioso sarà il calcolo della resistenza locale nelle parti di collegamento della tubazione, delle valvole di controllo, delle valvole a saracinesca e dei dispositivi di riscaldamento.

Esistono due classi di pompe di calore: con rotori del tipo a umido e a secco. Per l'impianto di riscaldamento di un'abitazione privata dotata di n lunga distanza tubazione, una pompa del tipo a umido è la più adatta. Utilizzando un rotore che ruota al centro dell'alloggiamento, la circolazione del fluido di lavoro accelera. Grazie al mezzo liquido in cui è posto il rotore, il meccanismo viene lubrificato e raffreddato. Quando si installa una pompa di questo tipo, è necessario controllare l'orizzontalità dell'albero.

Le pompe a secco vengono utilizzate nei sistemi a lunga distanza. Il motore elettrico e la parte lavorante sono separati da o-ring, che devono essere sostituiti una volta ogni tre anni. Il liquido refrigerante non entra in contatto con il rotore. I vantaggi delle pompe di questo tipo includono un'elevata produttività - circa l'80%. Gli svantaggi includono: alto livello rumore e monitorare l'assenza di polvere nel motore.

Lo scopo principale della pompa di circolazione è quello di creare una pressione del liquido di raffreddamento in grado di far fronte alla resistenza idraulica che si verifica in alcuni tratti della tubazione e di garantire le prestazioni richieste trasportando nell'impianto il calore necessario per riscaldare l'abitazione.

Calcolo di un sistema di riscaldamento monotubo

Pertanto, quando si sceglie una pompa di circolazione, è necessario calcolare il fabbisogno di energia termica della stanza, nonché scoprire il valore della resistenza idraulica totale dell'impianto di riscaldamento. Senza conoscere questi dati, sarà estremamente difficile selezionare la pompa appropriata.

La potenza produttiva di un'elettropompa può essere calcolata manualmente utilizzando l'equazione: Q = 0,86 x P / Δt, dove Q è l'efficienza richiesta (m3 / ora), P è il flusso di calore desiderato (kW), Δt è la differenza di temperatura tra i circuiti di mandata e di ritorno, con l'aiuto del quale viene determinata la quantità di energia termica ceduta da una sezione del sistema di fornitura di calore.

Un'elettropompa con regolatore di potenza viene selezionata in base alle prestazioni, avendo precedentemente impostato il regolatore in posizione centrale. Questa manipolazione ti consentirà di aumentare o diminuire la potenza in caso di un'azione errata. Le velocità della pompa di circolazione possono essere commutate manualmente o automaticamente. A seconda della lunghezza della tubazione, vengono utilizzati diversi tipi pompe di riscaldamento.