Calculul hidraulic al unui sistem de încălzire: simplu despre complex. Cum se efectuează calculele hidraulice ale unui sistem de încălzire? Calculator sistem de încălzire xlsx

Eficiența funcționării sale și timpul de funcționare fără probleme și economice depind în mare măsură de selecția corectă a tuturor elementelor sistemului de încălzire a apei și de instalarea acestora. Cât de economică și eficientă va fi încălzirea în casă va fi arătată de investiția inițială în etapa de instalare și instalare a sistemului. Să aruncăm o privire mai atentă asupra modului în care sunt efectuate calculele hidraulice ale sistemelor de încălzire pentru a determina puterea optimă a sistemului de încălzire.

Eficiența sistemului de încălzire „după ochi”

În multe privințe, valoarea acestor costuri depinde de:

diametrele necesare conductei
armături și dispozitive de încălzire corespunzătoare
adaptoare
supape de control și de închidere

Dorința de a minimiza astfel de costuri nu ar trebui să vină în detrimentul calității, ci trebuie menținut principiul suficienței rezonabile, un anumit optim.

Cele mai multe sisteme de încălzire individuale moderne folosesc pompe electrice pentru a asigura circulația forțată a lichidului de răcire, care este adesea folosit ca compuși antigel care nu îngheță. Rezistența hidraulică a unor astfel de sisteme de încălzire va fi diferită pentru diferite tipuri de lichide de răcire.

Luând în considerare costul în continuă creștere al resurselor energetice (toate tipurile de combustibil, electricitate) și consumabile(lichide de răcire, piese de schimb etc.), ar trebui să vă străduiți să includeți în sistem încă de la început principiul minimizării costurilor de operare a sistemului. Din nou, pe baza raportului lor optim pentru rezolvarea problemei creării unui regim de temperatură confortabil în încăperile încălzite.

Desigur, raportul de putere al tuturor elementelor sistemului de încălzire trebuie să asigure modul optim de alimentare cu lichid de răcire la dispozitivele de încălzire într-un volum suficient pentru a îndeplini sarcina principală a întregului sistem - încălzirea și menținerea unui anumit regim de temperatură în interiorul încăperii, indiferent de modificările temperaturii exterioare. Elementele sistemului de încălzire includ:

cazan
pompa
diametrul conductei
supape de control și de închidere
aparate termice

În plus, ar fi foarte bine dacă inițial s-ar fi construită în proiect o anumită „elasticitate”, permițând trecerea la un alt tip de lichid de răcire(înlocuirea apei cu antigel). În plus, sistemul de încălzire, în condiții de funcționare în schimbare, nu ar trebui să introducă în niciun fel disconfort în microclimatul intern al incintei.

Calcul hidraulic și probleme de rezolvat

În procesul de efectuare a calculelor hidraulice ale sistemului de încălzire, o gamă destul de mare de probleme sunt rezolvate pentru a asigura implementarea celor de mai sus și o serie de cerințe suplimentare. În special, diametrul conductelor din toate sectoarele este determinat în funcție de parametrii recomandați, inclusiv determinarea:

viteza de conducere lichid de răcire;
schimb optim de căldurăîn toate zonele și dispozitivele sistemului, ținând cont de asigurarea fezabilității economice a acestuia.

În timpul mișcării lichidului de răcire, este inevitabil frecare împotriva pereților țevii, apar pierderi de viteză, sesizabile mai ales în zonele care conțin viraje, coturi etc. Sarcinile de calcul hidraulic includ determinarea pierderii de viteză a mediului, sau mai bine zis, a presiunii pe secțiuni ale sistemului similar cu cele indicate, pentru contabilitatea generală. și includerea compensatorilor necesari în proiect. În paralel cu determinarea pierderii de presiune, este necesar să se cunoască volumul necesar, numit debit, al lichidului de răcire în întregul sistem de încălzire a apei proiectat.

Ținând cont de ramificarea sistemelor moderne de încălzire și de cerințele de proiectare pentru implementarea celor mai comune scheme de cablare, de exemplu, egalitatea aproximativă a lungimilor ramurilor din circuitul distribuitorului, calculele hidraulice fac posibilă luarea în considerare a acestor caracteristici. cont. Acest lucru va oferi mai mult echilibrarea și legarea automată de înaltă calitate a ramurilor conectate în paralel sau conform unui alt circuit. Astfel de capacități sunt adesea necesare în timpul funcționării cu utilizarea elementelor de oprire și control, dacă este necesar să se deconecteze sau să blocheze ramurile și direcțiile individuale, dacă este necesar să se opereze sistemul în moduri nestandard.

Pregătirea pentru efectuarea calculului

Efectuarea unui calcul de înaltă calitate și detaliat ar trebui să fie precedată de rând activități pregătitoare privind implementarea graficelor de calcul. Această parte poate fi numită colectarea informațiilor pentru calcul. Fiind cea mai dificilă parte în proiectarea unui sistem de încălzire a apei, calculele hidraulice vă permit să proiectați cu precizie toată funcționarea acestuia. Datele pregătite trebuie să conțină în mod necesar o definiție a bilanţului termic necesar al incintei care va fi încălzită de sistemul de încălzire proiectat.

În proiect, calculul se realizează ținând cont de tipul de dispozitive de încălzire selectate, cu anumite suprafețe de schimb de căldură și amplasarea acestora în încăperi încălzite, acestea putând fi baterii de secțiuni de radiatoare sau schimbătoare de căldură de alte tipuri. Punctele de amplasare ale acestora sunt indicate pe planurile casei sau apartamentului.

Schema acceptată pentru configurarea unui sistem de încălzire a apei trebuie prezentată grafic. Această diagramă indică locația generatorului de căldură (cazan), arată puncte de montare pentru dispozitive de încălzire, așezarea conductelor principale de intrare și ieșire, trecerea ramurilor dispozitivelor de încălzire. Diagrama arată în detaliu locația elementelor supapelor de control și de închidere. Aceasta include toate tipurile de robinete și supape instalate, supape de transfer, regulatoare, termostate. În general, tot ceea ce se numește în mod obișnuit reglementare și supape de închidere.

După determinarea configurației necesare a sistemului pe plan, trebuie să fie desenați în proiecție axonometrică pe toate etajele. În această diagramă, fiecărui dispozitiv de încălzire i se atribuie un număr și este indicată puterea termică maximă. Un element important, indicat si pentru dispozitiv termicîn diagramă este lungimea estimată a secțiunii conductei pentru racordarea acesteia.

Notarea și ordinul de execuție

Planurile trebuie să indice, stabilite în prealabil, inel de circulație, numită principală. Reprezintă în mod necesar o buclă închisă, inclusiv toate secțiunile conductei sistemului cu cel mai mare consum lichid de răcire. Pentru sistemele cu două conducte, aceste secțiuni merg de la boiler (sursa de energie termică) la cel mai îndepărtat dispozitiv de încălzire și înapoi la cazan. Pentru sistemele cu o singură țeavă, se ia o secțiune a ramificației - montantul și partea de retur.

Unitatea de calcul este secțiunea conductei, având diametrul și curentul (consumul) constant al purtătorului de energie termică. Valoarea acestuia este determinată pe baza bilanţului termic al încăperii. S-a adoptat o anumită ordine de desemnare a unor astfel de segmente, începând de la cazan (sursă de căldură, generator de energie termică), acestea sunt numerotate. Dacă există ramuri din magistrala de alimentare a conductei, acestea sunt desemnate cu majuscule, în ordine alfabetică. Aceeași literă cu un accident vascular cerebral indică punct de colectare al fiecărei ramificații de pe conducta principală de retur.

Denumirea începutului unei ramuri de dispozitive de încălzire indică numărul podelei (sisteme orizontale) sau ramura - coloană (verticală). Același număr, dar cu liniuță, este plasat în punctul de conectare a acestora la conducta de retur pentru colectarea fluxurilor de lichid de răcire. În perechi, aceste denumiri alcătuiți numărul fiecărei ramuri zona de aşezare. Numerotarea se efectuează în sensul acelor de ceasornic din colțul din stânga sus al planului. Lungimea fiecărei ramuri se determină conform planului, eroarea nu este mai mare de 0,1 m.

Pe planul sistemului de încălzire, pentru fiecare segment este luat în considerare sarcina termica, egal cu fluxul de căldură transferat de lichidul de răcire, se acceptă rotunjit la 10 W. După determinarea pentru fiecare dispozitiv de încălzire din ramură, se determină sarcina totală de căldură pe conducta principală de alimentare. Ca mai sus, aici valorile obținute sunt rotunjite la 10 W. După calcule, fiecare secțiune trebuie să aibă o denumire dublă care indică la numărător valorile sarcinii termice, iar la numitor - lungimea secțiunii în metri.

Cantitatea necesară (debitul) de lichid de răcire în fiecare zonă se determină cu ușurință prin împărțirea cantității de căldură din zonă (corectată printr-un coeficient ținând cont de capacitatea termică specifică a apei) la diferența de temperatură dintre lichidul de răcire încălzit și răcit din această zonă. zonă. Evident, valoarea totală pentru toate secțiunile calculate va oferi cantitatea necesară de lichid de răcire pentru sistem în ansamblu.

Fără a intra în detalii, trebuie spus că calculele suplimentare fac posibilă determinarea diametrelor conductelor fiecărei secțiuni a sistemului de încălzire, pierderea de presiune asupra acestora și legarea hidraulică a tuturor inelelor de circulație în sistemele complexe de încălzire a apei.

Consecințele erorilor de calcul și modalități de corectare a acestora

Este evident că calculul hidraulic este o etapă destul de complexă și importantă în dezvoltarea încălzirii. Pentru a facilita astfel de calcule, a fost dezvoltat întreg aparatul matematic, există numeroase versiuni de programe de calculator concepute pentru a automatiza procesul de implementare a acestuia.

În ciuda acestui fapt, nimeni nu este imun la greșeli. Printre cele mai frecvente este alegerea puterii aparatelor termice fără a efectua calculul indicat mai sus. În acest caz, pe lângă costul mai mare al bateriilor de radiator în sine (dacă puterea este mai mare decât cea necesară), sistemul va fi scump consumând o cantitate crescută de combustibil și necesitând mai mult pentru întreținerea acestuia. Mai simplu spus, camerele vor fi calde, ferestrele sunt deschise în permanență și va trebui să plătești în plus pentru încălzirea străzii. În caz de putere redusă, încercări de încălzire va duce la funcționarea cazanului la putere crescutăși va necesita, de asemenea, costuri financiare mari. Corectarea unei astfel de erori este destul de dificilă;

Dacă instalarea bateriilor de radiatoare este efectuată incorect, eficiența întregului sistem de încălzire scade și ea. Astfel de erori includ încălcarea regulilor de instalare a bateriei. Erorile din acest grup pot reduce la jumătate transferul de căldură al dispozitivelor de încălzire de cea mai înaltă calitate. Ca și în primul caz, dorința de a crește temperatura în cameră va duce la costuri suplimentare de energie. Pentru a corecta erorile de instalare, este adesea suficient să reinstalați și să reconectați bateriile radiatorului.

Următorul grup de erori se referă la eroarea în determinarea puterii necesare a sursei de căldură și a dispozitivelor de încălzire. Dacă puterea cazanului este evident mai mare decât puterea dispozitivelor de încălzire, aceasta va funcționa ineficient, consumând mai mult combustibil. Este evident depășirea costurilor duble: la momentul achiziționării unui astfel de cazan și în timpul funcționării. Pentru a corecta situația, un astfel de cazan, radiatoare sau pompă, sau chiar toate conductele sistemului, vor trebui schimbate.

Atunci când se calculează puterea necesară a cazanului, se poate face o eroare în determinarea pierderii de căldură a clădirii. Ca urmare, puterea generatorului de energie termică va fi supraestimată. Rezultatul va fi un consum excesiv de combustibil. Pentru a corecta eroarea, va trebui înlocuiți boilerul.

Un calcul eronat al echilibrării sistemului, încălcarea cerințelor pentru egalitatea aproximativă a ramurilor etc. pot duce la necesitatea instalării unei pompe mai puternice, care să permită transportorului să fie livrat la dispozitive de încălzire îndepărtate în stare încălzită. Cu toate acestea, în acest caz este posibil apariția unui „acompaniament sonor” sub forma unui zumzet, fluier etc. Dacă se fac greșeli similare într-un sistem de pardoseală cu apă caldă, atunci rezultatul instalării unei pompe puternice poate fi o „podeală cântătoare”.

Dacă există erori în determinarea cantității necesare de lichid de răcire sau în trecerea sistemului gravitațional la circulație forțată, volumul acestuia se poate dovedi a fi prea mare și la distanță lungă. aparatele de încălzire nu vor funcționa. Ca și până acum, încercările de a rezolva problema prin creșterea intensității încălzirii vor duce la un consum excesiv de gaz și la uzura cazanului. Problema poate fi rezolvată folosind o nouă pompă și un comutator hidraulic, adică unitatea de încălzire va trebui încă refăcută.

La urma urmei, putem spune cu siguranță asta efectuarea calculelor hidraulice sistemul de încălzire va garanta minimizarea costurilor în toate etapele de proiectare, instalare, instalare și funcționare pe termen lung a unui sistem de încălzire a apei foarte eficient.

Exemplu de calcul hidraulic (video)

O zi buna tuturor! Astăzi voi descrie cum se face un calcul hidraulic al unui sistem de încălzire și despre ce este vorba. Să începem cu ultima întrebare.

Ce este calculul hidraulic și de ce este necesar?

Calculul hidraulic (denumit în continuare GR) este un algoritm matematic, în urma căruia vom obține diametrul necesar al conductelor dintr-un sistem dat (adică diametrul interior). În plus, va fi clar care trebuie să folosim - sunt determinate presiunea și debitul pompei. Toate acestea vor face posibilă optimizarea economică a sistemului de încălzire. Este produs pe baza legilor hidraulicei - o ramură specială a fizicii dedicată mișcării și echilibrului în lichide.

Teoria calculului hidraulic al unui sistem de încălzire.

Teoretic, încălzirea GR se bazează pe următoarea ecuație:

Această egalitate este valabilă pentru un anumit site. Această ecuație este descifrată după cum urmează:

ΔP—pierderea liniară de presiune.
R este pierderea specifică de presiune în conductă.
l este lungimea conductelor.
z—pierderea de presiune în ieșiri, .

Din formulă reiese clar că pierderea de presiune este mai mare, cu cât este mai lungă și cu atât conține mai multe ramuri sau alte elemente care reduc trecerea sau schimbă direcția curgerii fluidului. Să ne dăm seama cu ce sunt egali R și z. Pentru a face acest lucru, luați în considerare o altă ecuație care arată pierderea de presiune din cauza frecării împotriva pereților conductei:

ΔP frecare = (λ/d)*(v²ρ/2)

Aceasta este ecuația Darcy-Weisbach. Să-l descifrăm:

λ este un coeficient care depinde de natura mișcării conductei.
d este diametrul interior al conductei.
ρ este densitatea lichidului.

Din această ecuație se stabilește dependență importantă— pierderea de presiune datorată frecării este mai mică, cu cât diametrul interior al țevilor este mai mare și cu atât viteza de mișcare a fluidului este mai mică. Mai mult, dependența de viteză este pătratică. Pierderile în coturi, teuri și supape de închidere sunt determinate folosind o altă formulă:

ΔP armare = ξ*(v²ρ/2)

ξ este coeficientul de rezistență locală (denumit în continuare KMR).
v este viteza de mișcare a fluidului.
ρ este densitatea lichidului.

Această ecuație arată, de asemenea, că scăderea de presiune crește odată cu creșterea vitezei fluidului. De asemenea, merită spus că în cazul aplicării, densitatea acesteia va juca și ea un rol important - cu cât este mai mare, cu atât pompa de circulație este mai grea. Prin urmare, atunci când treceți la „antigel”, poate fi necesar să înlocuiți pompa de circulație.

Din toate cele de mai sus derivăm următoarea egalitate:

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

De aici obținem următoarele egalități pentru R și z:

R = (λ/α)*(v²ρ/2) Pa/m;

z = ξ*(v²ρ/2) Pa;

Acum să ne dăm seama cum să calculăm rezistența hidraulică folosind aceste formule.

Cum se calculează în practică rezistența hidraulică a unui sistem de încălzire?

Inginerii trebuie adesea să calculeze sistemele de încălzire pentru instalațiile mari. Au un număr mare de dispozitive de încălzire și multe sute de metri de țevi, dar tot trebuie să numărați. La urma urmei, fără GR nu va fi posibil să alegeți pompa de circulație potrivită. În plus, GR vă permite să determinați chiar înainte de instalare dacă toate acestea vor funcționa.

Pentru a ușura viața proiectanților, au fost dezvoltate diverse metode numerice și software pentru determinarea rezistenței hidraulice. Să începem de la manual la automat.

Formule aproximative pentru calcularea rezistenței hidraulice.

Pentru a determina pierderile specifice prin frecare într-o conductă, se utilizează următoarea formulă aproximativă:

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

Aici, se păstrează o dependență aproape pătratică de viteza de mișcare a fluidului în conductă. Această formulă este valabilă pentru viteze de 0,1-1,25 m/s.

Dacă cunoașteți debitul lichidului de răcire, atunci există o formulă aproximativă pentru determinarea diametrului interior al conductelor:

d = 0,75√G mm;

După ce ați primit rezultatul, trebuie să utilizați următorul tabel pentru a obține diametrul nominal:

Cel mai laborios va fi calculul rezistenței locale în fitinguri, supape de închidere și dispozitive de încălzire. Mai devreme am menționat coeficienții de rezistență locali ξ. Selectarea lor se face folosind tabele de referință. Dacă totul este clar cu colțurile și supapele de închidere, atunci alegerea KMS pentru tees se transformă într-o întreagă aventură. Pentru a clarifica despre ce vorbesc, să ne uităm la următoarea imagine:

Din poză puteți vedea că avem până la 4 tipuri de tricou, fiecare dintre ele va avea propriul CMS de rezistență locală. Dificultatea aici va fi făcând alegerea corectă direcția curgerii lichidului de răcire. Pentru cei care au mare nevoie, voi oferi aici un tabel cu formule din cartea lui O.D. Samarin „Calculele hidraulice ale sistemelor de inginerie”:

Aceste formule pot fi transferate în MathCAD sau în orice alt program și pot calcula CMR-ul cu o eroare de până la 10%. Formulele sunt aplicabile pentru viteze de răcire de la 0,1 până la 1,25 m/s și pentru țevi cu un diametru nominal de până la 50 mm. Astfel de formule sunt destul de potrivite pentru încălzirea cabanelor și caselor private. Acum să ne uităm la câteva soluții software.

Programe de calcul a rezistenței hidraulice în sistemele de încălzire.

Acum pe Internet puteți găsi multe programe diferite pentru calcularea încălzirii, plătite și gratuite. Este clar că programele plătite au o funcționalitate mai puternică decât cele gratuite și vă permit să rezolvați o gamă mai largă de probleme. Este logic ca inginerii de proiectare profesioniști să achiziționeze astfel de programe. Pentru o persoană obișnuită care dorește să calculeze independent sistemul de încălzire din casa sa, programele gratuite vor fi suficiente. Mai jos este o listă cu cele mai comune produse software:

Valtec.PRG - demon program platit pentru calcularea încălzirii și alimentării cu apă. Este posibil să se calculeze podele încălzite și chiar pereți încălziți
HERZ este o întreagă familie de programe. Cu ajutorul lor, puteți calcula atât sistemele de încălzire cu o singură conductă, cât și cu două conducte. Programul are o prezentare grafică convenabilă și capacitatea de a se împărți în planuri de etaj. Este posibil să se calculeze pierderile de căldură
Potok este o dezvoltare internă, care este un sistem CAD cuprinzător care poate proiecta rețele de utilitate de orice complexitate. Spre deosebire de cele anterioare, Stream este un program cu plată. Prin urmare, este puțin probabil ca o persoană obișnuită să-l folosească. Este destinat profesioniștilor.

Există mai multe alte soluții. În principal de la producători de țevi și fitinguri. Producătorii personalizează programele de calcul pentru materialele lor și astfel, într-o oarecare măsură, obligă oamenii să-și cumpere materialele. Acesta este un truc de marketing și nu este nimic în neregulă cu el.

Rezumatul articolului.

Calcularea rezistenței hidraulice a unui sistem de încălzire nu este cel mai ușor lucru de făcut și necesită experiență. Greșelile aici pot fi foarte costisitoare. Este posibil ca unele ramuri și coloane să nu funcționeze. Pur și simplu nu va exista nicio circulație prin ele. Din acest motiv, este mai bine ca persoanele cu educație și experiență în astfel de muncă să facă acest lucru. Instalatorii înșiși nu fac aproape niciodată calculele. Ei tind să ia peste tot aceleași decizii care au funcționat pentru ei înainte. Dar ceea ce a funcționat pentru o altă persoană nu va funcționa neapărat pentru tine. Din acest motiv, recomand insistent să contactați un inginer și să faceți un proiect cu drepturi depline. Atât deocamdată, aștept întrebările voastre în comentarii.

Confort în casă de țară depinde în mare măsură de funcționarea fiabilă a sistemului de încălzire. Transferul de căldură cu sisteme de încălzire cu radiatoare, „pardoseală caldă” și „plinte caldă” este asigurat de mișcarea lichidului de răcire prin țevi. Prin urmare, selectarea corectă a pompelor de circulație, supapelor de închidere și control, fitingurilor și determinarea diametrului optim al conductelor este precedată de un calcul hidraulic al sistemului de încălzire.

Acest calcul necesită cunoștințe profesionale, așa că suntem în această parte a cursului de formare „Sisteme de încălzire: selecție, instalare”, cu ajutorul unui specialist de la REHAU, vă vom spune:

De ce nuanțe ar trebui să fii conștient înainte de a efectua un calcul hidraulic?
Care este diferența dintre sistemele de încălzire cu blocaj și mișcarea asociată a lichidului de răcire?
Care sunt scopurile calculelor hidraulice?
Modul în care materialul conductelor și metoda de conectare a acestora afectează calculul hidraulic.
Cum un software special poate accelera și simplifica procesul de calcul hidraulic.

Nuanțe pe care trebuie să le cunoașteți înainte de a efectua un calcul hidraulic

Serghei Bulkin

Folosind aceste programe, puteți face calcule hidraulice, puteți determina caracteristicile de reglare ale supapelor de închidere și de control și puteți crea automat o specificație personalizată. În funcție de tipul de program, calculele sunt efectuate în mediul AutoCAD sau în propriul editor grafic.

Să adăugăm că acum, la proiectarea instalațiilor industriale și civile, există tendința de a folosi tehnologiile BIM (building information modeling). În acest caz, toți designerii lucrează într-un singur spațiu de informații. În acest scop, este creat un model „nor” al clădirii. Datorită acestui fapt, eventualele inconsecvențe sunt identificate în faza de proiectare, iar modificările necesare sunt aduse proiectului în timp util. Acest lucru vă permite să planificați totul cu precizie lucrari de constructii, evitați întârzierile în livrarea obiectului și reduceți astfel devizul.

Scopul calculului hidraulic al sistemului de încălzire este de a selecta diametrele conductelor de alimentare cu lichid de răcire și de a selecta o pompă de circulație.

Nu este un secret pentru nimeni că unii potențiali experți selectează conductele de încălzire „prin ochi” și susțin că nu are rost să calculezi sistemul de încălzire. Ca urmare, caloriferele nu pot funcționa la capacitate maximă, iar proprietarii sistemului de încălzire se plâng că au ales un dispozitiv de încălzire cu un număr insuficient de secțiuni.

Pentru a preveni acest lucru, este necesar ca fiecare secțiune a sistemului de încălzire să calculeze diametrul secțiunii de debit minim și să selecteze țevi și țevi al căror diametru interior va fi egal cu acesta sau va fi puțin mai mare (dar nu mai mic).

Pentru a face acest lucru, puteți apela la serviciile unui specialist sau puteți efectua singur calculul. Acest lucru va necesita o diagramă a viitorului sistem de încălzire, tabele de inginerie termică și o înțelegere a esenței procesului care are loc.

Schema sistemului de incalzire

Elaborarea unei scheme de încălzire este indisolubil legată de efectuarea calculelor termotehnice. Poate fi precis, ținând cont de pierderile de căldură, sau poate fi aproximativ, calculat pe raportul general acceptat dintre suprafața încăperii și puterea termică necesară pentru încălzirea acesteia. De exemplu, pentru partea centrală a Rusiei se acceptă că este nevoie de 1 kW de energie termică pentru a încălzi 1 m2 de spațiu de locuit.

Pe baza acestui raport, este posibil, cu un grad destul de mare de probabilitate, să selectați dispozitivele de încălzire, să le distribuiți între camere și să le conectați cu țevi, fără a uita de cazanul de încălzire, rezervorul de expansiune și pompa de circulatie.

Când diagrama sistemului de încălzire este gata, puteți începe calculele hidraulice.

Problema de calcul hidraulic

Diametrul secțiunii transversale interioare a țevii trebuie să fie suficient pentru a furniza dispozitivului de încălzire cantitatea de lichid de răcire de care are nevoie pentru a funcționa la capacitate maximă. În acest caz, se presupune că viteza fluidului este în intervalul de la 0,2 la 0,5 l/s, iar diferența de temperatură între lichidul de răcire la intrarea și la ieșirea dispozitivului de încălzire este de 20 C.

Cu cât dispozitivul de încălzire este situat mai departe de cazan, cu atât este mai mare distanța pe care lichidul de răcire este forțat să o parcurgă în drum spre acesta, ceea ce înseamnă că rezistența hidraulică va împiedica mișcarea acestuia. Pentru a regla acest proces, este necesar să folosiți țevi de diferite diametre. Prin urmare, într-un sistem de încălzire nu este întotdeauna posibil să legați toate dispozitivele cu o țeavă de același diametru și fiecare secțiune trebuie calculată separat.

A doua sarcină a calculului hidraulic al sistemului de încălzire este selectarea unei pompe de circulație.

Faptul este că mișcarea lichidului prin sistemul de încălzire experimentează rezistență hidraulică creată de forța de frecare internă. Într-adevăr, indiferent cât de netedă este suprafața interioară a conductei, există crestături microscopice pe ea care împiedică curgerea. Ca urmare, presiunea lichidului scade și se creează o diferență între presiunea lichidului de răcire la intrarea în sistem și la ieșirea din acesta. Scopul instalării unei pompe de circulație este de a elimina căderea de presiune și de a asigura mișcarea neîntreruptă a fluidului.

Calculul diametrului conductei

După cum am menționat mai devreme, diametrul țevii trebuie să fie suficient pentru a furniza cantitatea necesară de lichid de răcire radiatoarelor de încălzire.

Prin urmare, mai întâi, determinați exact cât lichid de răcire este necesar pentru ca radiatorul să funcționeze eficient, folosind formula:

G = 860q/ ∆t, Unde:

G – cantitatea necesară de lichid de răcire, kg/h;
q – puterea termică a radiatorului, kW;
Δt – diferența de temperatură în conductele de alimentare și retur, în calculul nostru este de 20 de grade, dar cifra poate fi diferită

Calculul începe cu ultimul (final) dispozitiv de încălzire, cel mai îndepărtat de cazan, deoarece acesta trebuie să fie livrată cantitatea de lichid de răcire per radiator.

Dacă acesta este un dispozitiv de 2 kW, atunci calculul va arăta astfel:

860 x 2 / 20 = 86 kg/h.

Este mai convenabil să exprimați rezultatul în litri, pentru aceasta, trebuie să utilizați formula:

GV = G /3600ρ, Unde:

GV este debitul de apă, l/sec;
ρ este densitatea apei, a cărei valoare poate fi luată din tabele. De exemplu, la o temperatură de 60 ºС, densitatea apei este de 0,983 kg / litru.

După efectuarea calculelor, obținem răspunsul 0,024 l/sec. Aceasta este cantitatea de lichid de răcire care trebuie să treacă prin secțiunea conductei pentru funcționarea normală a dispozitivelor de încălzire.

Calculul nu este încă terminat. Acum trebuie să găsiți diametrul țevii. Pentru a face acest lucru, trebuie să utilizați tabelele pentru calcule hidraulice conducte de apă. Puteți găsi aceste tabele pe Internet - aceasta nu este o problemă.

Mai jos este un exemplu de selectare a diametrului conductelor pentru un sistem de încălzire, care utilizează datele de calcul pentru un radiator de 2 kW. Vă rugăm să rețineți că tabelele sunt întocmite pentru diverse tipurițevi cu rezistență hidraulică diferită, deci la începerea calculului, acest lucru trebuie luat în considerare în timpul calculului.

De exemplu, în exemplul dat, a fost selectată o țeavă de oțel cu un diametru de 10 mm. Pentru țevile din polimer, acest diametru poate fi semnificativ mai mic.

Vă rugăm să rețineți că diametrul calculat poate să nu corespundă întotdeauna cu diametrul real al țevilor. De exemplu, conductele de oțel de 10 mm nu sunt folosite pentru încălzire. În acest caz, alegeți o țeavă cu diametru mare, de exemplu, pentru oțel poate fi de 15 mm.

După primul radiator, se trece la calcularea celei de-a doua secțiuni a circuitului și la determinarea diametrului conductei de-a lungul căreia curge lichidul de răcire pentru două dispozitive de încălzire. Algoritmul de calcul este complet. corespunde diagramei de mai sus, dar puterea termică este egală cu suma puterilor termice a două dispozitive de încălzire.

Un astfel de calcul simplu vă permite să selectați diametrul conductelor de încălzire cu o precizie destul de mare și să vă asigurați că fiecare dispozitiv va primi cantitatea necesară lichid de răcire încălzit.

Pentru a calcula pompa de circulație, puteți utiliza tabelele de inginerie termică ale lui Shevelev. Acestea conțin valori de pierdere de presiune pentru o conductă de un anumit diametru, trebuie doar să cunoașteți lungimea acesteia;

Calculul pierderii de presiune în funcție de rezistența hidraulică se efectuează pentru fiecare secțiune a sistemului de încălzire unde există țevi de diferite diametre. Se însumează valorile obținute.

Pompa este de obicei selectată cu o rezervă de putere de cel puțin 20%.

Trebuie remarcat faptul că, la fel ca la calcularea diametrelor, la calcularea unei pompe, este necesar să se țină cont de materialul țevilor.

ÎN blocuri de apartamente Majoritatea regiunilor statului rus folosesc, de regulă, încălzirea centrală, dar recent sistemele de încălzire autonome au început să câștige popularitate. Atât pentru primul cât și pentru al doilea caz, este necesar un calcul hidraulic al sistemului de încălzire.

Calcul hidraulic

Scopul practic al calculării sistemului hidraulic al unui sistem de încălzire este de a se asigura că debitul din elementele circuitului se potrivește cu debitul real. Volumul de lichid de răcire care intră în dispozitivele de încălzire trebuie să formeze un anumit regim de temperatură in interiorul unei case particulare, tinand cont de temperaturile exterioare si cele stabilite de client pentru fiecare incapere, in functie de scopul functional al acesteia.

Pentru a efectua corect calculele de încălzire hidraulică, va trebui să studiați terminologia de bază pentru a înțelege mai bine procesele care au loc în cadrul sistemului. De exemplu, o creștere a vitezei unui fluid de lucru încălzit poate provoca o creștere paralelă a rezistenței hidraulice în conducte. Rezistența sistemului de încălzire se măsoară în metri de coloană de apă.

Principalele greșeli în instalarea încălzirii casei. Sisteme de incalzire a locuintei.

Majoritate scheme clasice furnizarea de căldură constă din următoarele elemente obligatorii:

1. generator de căldură;
2. conductă principală;
3. elemente de încălzire (registre sau calorifere);
4. supape hidraulice (închidere și control).

Cu ajutorul supapelor de control, sistemul de încălzire este conectat. Fiecare element are propriul său individ specificatii tehnice, care este utilizat pentru calculele hidraulice ale sistemului de încălzire. Calculator online sau foaie de calcul Excel cu formule și algoritmi de calcul vor putea simplifica foarte mult această sarcină. Aceste programe sunt oferite absolut gratuit și nu vor afecta în niciun fel bugetul proiectului.

Cum se efectuează testele hidraulice ale sistemelor de încălzire

Diametrul conductei

Pentru a calcula hidraulica unui sistem de încălzire, veți avea nevoie de informații despre calculele termice și de o diagramă axonometrică. Pentru a selecta secțiunea transversală a țevilor, se folosesc cele care sunt adecvate din punct de vedere economic. Date de calcul finale a căldurii:

Pentru a determina diametrul interior al fiecărei secțiuni, utilizați un tabel. Anterior, fiecare ramură de încălzire este împărțită în segmente începând de la punctul final. Defalcarea se bazează pe fluxul de lichid de răcire, care variază de la un element de încălzire la altul. Un nou segment începe după fiecare dispozitiv de încălzire.

În primul segment, valoarea debitului masic al lichidului de răcire se determină pe baza indicatorului de putere al ultimei baterii: G = 860q / ∆t, unde q este puterea elementului de încălzire (kW).

Lichidul de răcire din prima secțiune se calculează astfel: 860 x 2 / 20 = 86 kg/h. Rezultatele obținute sunt reprezentate direct pe diagrama axonometrică, totuși, pentru a continua calculele ulterioare, valoarea finală rezultată va trebui convertită în alte unități de măsură - litri pe secundă.

Pentru a efectua conversia, utilizați formula: GV = G / 3600 x ρ, unde GV este consumul capacitiv de lichid (l/sec), ρ este indicatorul densității lichidului de răcire (la o temperatură de 60 ºC este de 0,983 kg/litru) . Rezultă: 86 ÷ 3600 x 0,983 = 0,024 l/sec. Necesitatea de a converti măsura mărime fizică se justifică prin utilizarea valorilor tabelare, cu ajutorul cărora se determină secțiunea transversală a conductei.

Calcul hidraulic al sistemelor de alimentare cu apă în Revit (Revit+liNear Analyze Potable Water)

Definiţia resistance

Inginerii se confruntă adesea cu calcule ale sistemelor de alimentare cu căldură pentru instalațiile mari. Astfel de sisteme necesită cantitate mare aparate de încălzire și sute de metri liniari de țevi. Puteți calcula rezistența hidraulică a sistemului de încălzire folosind ecuații sau programe speciale automate.

Pentru a determina pierderea relativă de căldură pentru aderență în linie, se utilizează următoarea ecuație aproximativă: R = 510 4 v 1,9 / d 1,32 (Pa/m). Utilizarea acestei ecuații este justificată pentru viteze de cel mult 1,25 m/s.

Dacă se cunoaşte valoarea consumului apă fierbinte, atunci se folosește o ecuație aproximativă pentru a găsi secțiunea transversală în interiorul conductei: d = 0,75 √G (mm). După ce primiți rezultatul, va trebui să vă referiți la un tabel special pentru a obține secțiunea transversală a diametrului nominal.

Cel mai obositor și mai laborios calcul va fi calculul rezistenței locale în părțile de conectare ale conductei, supapele de control, supapele cu poartă și dispozitivele de încălzire.

Există două clase de pompe de încălzire: cu rotoare de tip umed și uscat. Pentru sistemul de incalzire al unei gospodarii private cu nr distanta lunga conductă, o pompă de tip umed este cea mai potrivită. Folosind un rotor care se rotește în mijlocul carcasei, circulația fluidului de lucru se accelerează. Datorită mediului lichid în care este plasat rotorul, mecanismul este lubrifiat și răcit. La instalarea unei pompe de acest tip, este necesar să se controleze orizontalitatea arborelui.

Pompele de tip uscat sunt utilizate în sistemele pe distanțe lungi. Motorul electric și partea de lucru sunt separate prin inele O, care trebuie schimbate o dată la trei ani. Lichidul de răcire nu intră în contact cu rotorul. Avantajele pompelor de acest tip includ productivitate ridicată - aproximativ 80%. Dezavantajele includ: nivel înalt zgomotși monitorizarea absenței prafului în motor.

Scopul principal al pompei de circulație este de a crea o presiune a lichidului de răcire capabilă să facă față rezistenței hidraulice care apare în anumite secțiuni ale conductei și de a asigura performanța necesară prin transportul căldurii în sistem necesară încălzirii locuinței.

Calculul unui sistem de încălzire cu o singură conductă

Prin urmare, atunci când alegeți o pompă de circulație, este necesar să calculați necesarul de energie termică a încăperii, precum și să aflați valoarea rezistenței hidraulice totale a sistemului de încălzire. Fără cunoașterea acestor date, va fi extrem de dificil să selectați pompa potrivită.

Puterea productivă a unei electropompe poate fi calculată manual folosind ecuația: Q = 0,86 x P / Δt, unde Q este randamentul necesar (m3 / oră), P este debitul de căldură dorit (kW), Δt este diferența de temperatură între circuitele de alimentare și retur, cu ajutorul cărora se determină volumul de energie termică degajat de o secțiune a sistemului de alimentare cu căldură.

O pompă electrică cu un controler de putere este selectată în funcție de performanță, după ce în prealabil setarea regulatorului în poziția de mijloc. Această manipulare vă va permite să reglați puterea în sus sau în jos în cazul unei acțiuni eronate. Vitezele din pompa de circulație pot fi comutate fie manual, fie automat. În funcție de lungimea conductei, acestea sunt utilizate diferite tipuri pompe de incalzire.