Hydraulický výpočet vykurovacieho systému na konkrétnom príklade

Kúrenie na základe cirkulácie teplej vody je najbežnejšou možnosťou usporiadania súkromného domu. Pre návrh príslušného systému je potrebné mať k dispozícii výsledky predbežnej analýzy, tzv. Hydraulický výpočet vykurovacieho systému, ktorý spája tlak vo všetkých úsekoch siete s priemerom potrubia.

Predložený článok podrobne popisuje techniku ​​výpočtu. Aby sme lepšie porozumeli algoritmu akcií, preskúmali sme postup výpočtu pomocou konkrétneho príkladu.

Podľa opísaného sledu bude možné určiť optimálny priemer hlavnej siete, počet vykurovacích zariadení, výkon kotla a ďalšie parametre systému potrebné na zabezpečenie efektívneho individuálneho zásobovania teplom.

Koncept hydraulického výpočtu

Rozhodujúcim faktorom v technologickom rozvoji vykurovacích systémov sa stali obvyklé úspory energie. Túžba ušetriť peniaze robí opatrnejší prístup k navrhovaniu, výberu materiálov, metódam inštalácie a prevádzky vykurovania pre domácnosť.

Preto, ak sa rozhodnete pre svoj byt alebo domov vytvoriť jedinečný a predovšetkým ekonomický vykurovací systém, odporúčame vám oboznámiť sa s pravidlami výpočtu a návrhu.

Pred definovaním hydraulického výpočtu systému musíte jasne a zreteľne pochopiť, že individuálny vykurovací systém bytu a domu je podmienečne umiestnený o rádovo vyššie vo vzťahu k systému ústredného kúrenia veľkej budovy.

Osobný vykurovací systém je založený na zásadne odlišnom prístupe k konceptom tepla a energie.

Podstata hydraulického výpočtu spočíva v tom, že prietok chladiva nie je nastavený vopred s významnou aproximáciou k skutočným parametrom, ale je určený spojením priemerov potrubia s parametrami tlaku vo všetkých krúžkoch systému.

Stačí vykonať triviálne porovnanie týchto systémov podľa nasledujúcich parametrov.

1. Systém ústredného kúrenia (kotolňa-byt) je založený na štandardných druhoch energie - uhlie, plyn. V autonómnom systéme môžete použiť takmer akúkoľvek látku, ktorá má vysokú špecifickú teplotu spaľovania alebo kombináciu niekoľkých tekutých, pevných, granulovaných materiálov.
2. DSP je postavený na konvenčných prvkoch: kovové rúry, „nemotorné“ batérie, uzatváracie ventily. Individuálny vykurovací systém umožňuje kombinovať rôzne prvky: viacdielne radiátory s dobrým odvodom tepla, špičkové termostaty, rôzne druhy potrubí (PVC a meď), vodovodné kohútiky, zátky, tvarovky a samozrejme ich vlastné úspornejšie kotly, obehové čerpadlá.
3. Ak pôjdete do bytu typického panelového domu postaveného asi pred 20-40 rokmi, vidíme, že kúrenie sa v každej miestnosti bytu nachádza pod oknom v každej miestnosti plus 7-článková batéria plus zvislá rúra cez celý dom (stúpačka), s ktorou môžete „komunikovať“ s susedia nad / pod. Či už ide o autonómny vykurovací systém (ASO), umožňuje vám zostaviť systém akejkoľvek zložitosti, pričom sa zohľadnia individuálne želania obyvateľov bytu.
4. Na rozdiel od DSP, samostatný vykurovací systém zohľadňuje pomerne pôsobivý zoznam parametrov, ktoré ovplyvňujú prenos, spotrebu energie a tepelné straty. Teplotný režim prostredia, požadovaný teplotný rozsah v priestoroch, plocha a objem miestnosti, počet okien a dverí, účel priestorov atď.

Hydraulický výpočet vykurovacieho systému (GRSO) je teda podmieneným súborom vypočítaných charakteristík vykurovacieho systému, ktorý poskytuje komplexné informácie o parametroch, ako je priemer potrubia, počet radiátorov a ventily.

Tento typ radiátora bol nainštalovaný vo väčšine panelových domov v postsovietskom priestore. Úspory na materiáloch a nedostatok nápadov na dizajn „priamo na tvári“

GRSO vám umožňuje zvoliť si to pravé vodokružné čerpadlo (kotol) na prepravu teplej vody do koncových prvkov vykurovacieho systému (radiátory) a nakoniec mať najvyváženejší systém, ktorý priamo ovplyvňuje finančné investície do vykurovania domu.

Ďalší typ vykurovacieho radiátora pre DSP. Toto je univerzálnejší produkt, ktorý môže mať ľubovoľný počet hrán. Takže môžete zväčšiť alebo zmenšiť oblasť prenosu tepla

Postupnosť krokov výpočtu

Keď už hovoríme o výpočte vykurovacieho systému, poznamenávame, že tento postup je z hľadiska konštrukcie najednoznačný a najdôležitejší.

Pred vykonaním výpočtu musíte urobiť predbežnú analýzu budúceho systému, napríklad:

• nastaviť tepelnú bilanciu vo všetkých a osobitne v každej miestnosti bytu;
• výber termostatov, ventilov a regulátorov tlaku;
• identifikovať oblasti systému s maximálnou a minimálnou spotrebou tepelného nosiča.

Okrem toho je potrebné určiť všeobecnú schému prepravy chladiva: plný a malý okruh, jednovrstvový systém alebo dvojprúdová diaľnica.

Výsledkom hydraulického výpočtu je niekoľko dôležitých charakteristík hydraulického systému, ktoré poskytujú odpovede na nasledujúce otázky:

• aká by mala byť sila zdroja tepla;
• aká je prietoková rýchlosť a rýchlosť chladiacej kvapaliny;
• aký priemer hlavného potrubia tepelného potrubia je potrebný;
• aké sú možné straty tepla a hmotnosť samotného chladiva.

Ďalším dôležitým aspektom hydraulického výpočtu je postup vyváženia (prepojenia) všetkých častí (vetiev) systému v extrémnych teplotných podmienkach pomocou ovládacích zariadení.

Existuje niekoľko hlavných druhov vykurovacích produktov: liatinový a hliníkový viacdielny profil, oceľový panel, bimetálne radiátory a kryty. Najbežnejšie sú však hliníkové viacdielne radiátory

Osídlená oblasť potrubia je úsek s konštantným priemerom samotného potrubia, ako aj nezmenený tok horúcej vody, ktorý je určený vzorcom tepelnej bilancie miestností. Zoznam projektovaných zón sa začína od zdroja pumpy alebo tepla.

Počiatočné podmienky príkladu

Pre konkrétnejšie vysvetlenie všetkých detailov hydraulického prepočtu uvádzame konkrétny príklad konvenčného krytu. Na sklade máme klasický 2-izbový byt panelového domu s celkovou plochou 65,54 m², ktorá zahŕňa dve izby, kuchyňu, samostatné WC a kúpeľňu, dvojitú chodbu, dvojitý balkón.

Po uvedení do prevádzky sme dostali nasledujúce informácie týkajúce sa pripravenosti bytu. V opísanom byte sú tmely a základný náter vyrobený z monolitických železobetónových konštrukcií, profilové okná s dvoma komorovými sklami, vnútorné dvere lisované tyrse a keramické obklady na podlahe kúpeľne.

Typický 9-podlažný panelový dom so štyrmi vchodmi. Na každom poschodí sú 3 apartmány: jeden 2-izbový a dva 3-izbový. Byt sa nachádza na 5. poschodí

Okrem toho je už uvedené puzdro vybavené medeným vedením, rozprašovačmi a samostatnou klapkou, plynovým sporákom, vaňou, umývadlom, toaletou, vyhrievanou tyčou na uteráky, umývadlom.

A čo je najdôležitejšie, obývacie izby, kúpeľňa a kuchyňa už majú hliníkové vykurovacie telesá. Otázka potrubia a kotla zostáva otvorená.

Ako sa zhromažďujú údaje

Hydraulický výpočet systému je z väčšej časti založený na výpočtoch týkajúcich sa výpočtu vykurovania na ploche miestnosti.

Preto musíte mať nasledujúce informácie:

• plocha každej jednotlivej miestnosti;
• rozmery okenných a dverových spojok (vnútorné dvere nemajú takmer žiadny vplyv na tepelné straty);
• klimatické podmienky, vlastnosti regiónu.

Budeme vychádzať z nasledujúcich údajov. Rozloha spoločenskej miestnosti je 18,83 m², spálňa - 14,86 m², kuchyňa - 10,46 m², balkón - 7,83 m² (suma), chodba - 9,72 m² (množstvo), kúpeľňa - 3,60 m²toaleta - 1,5 m², Vstupné dvere - 2,20 m², výklad spoločenskej miestnosti - 8,1 m², okno spálne - 1,96 m², kuchynské okno - 1,96 m².

Výška stien bytu je 2 metre 70 cm, vonkajšie steny sú vyrobené z betónu triedy B7 a vnútornej omietky hrúbky 300 mm.Vnútorné steny a priečky - nosné 120 mm, bežné - 80 mm. Podlaha a podľa toho strop betónových dosiek triedy B15, hrúbka 200 mm.

Dispozícia tohto bytu poskytuje možnosť vytvoriť jednu jedinú vetvu vykurovania prechádzajúcu kuchyňou, spálňou a spoločenskou miestnosťou, ktorá zabezpečí priemernú teplotu v miestnostiach 20 - 22 ° C (+)

A čo životné prostredie? Byt sa nachádza v dome, ktorý sa nachádza uprostred malého mestského mikroregiónu. Mesto sa nachádza v určitej nížine, nadmorská výška je 130 - 150 m. Podnebie je mierne kontinentálne s chladnými zimami a pomerne teplými letami.

Priemerná ročná teplota +7,6 ° C Priemerná teplota v januári je -6,6 ° C, júl + 18,7 ° C. Vietor - 3.5 m / s, priemerná vlhkosť - 74%, zrážky 569 mm.

Pri analýze klimatických podmienok v regióne je potrebné poznamenať, že ide o celý rad teplôt, čo zasa ovplyvňuje osobitnú požiadavku na úpravu vykurovacieho systému bytu.

Výkon generátora tepla

Jednou z hlavných súčastí vykurovacieho systému je kotol: elektrický, plynový, kombinovaný - v tejto fáze na tom nezáleží. Pretože pre nás je dôležitá jej hlavná charakteristika - energia, to znamená množstvo energie na jednotku času, ktoré sa vynaloží na vykurovanie.

Výkon samotného kotla je určený týmto vzorcom:

Bojler W = (miestnosť S * obchod) / 10,

kde:

• Spomesch - súčet plôch všetkých miestností, ktoré vyžadujú vykurovanie;
• Wudel - špecifická sila, berúc do úvahy klimatické podmienky lokality (z tohto dôvodu bolo potrebné poznať klímu v regióne).

Čo je charakteristické, pre rôzne klimatické zóny máme tieto údaje:

• severné oblasti - 1,5 - 2 kW / m²;
• centrálna zóna - 1 - 1,5 kW / m²;
• južné regióny - 0,6 - 1 kW / m².

Tieto čísla sú dosť svojvoľné, napriek tomu poskytujú jasnú číselnú odpoveď, pokiaľ ide o vplyv na životné prostredie na vykurovací systém v byte.

Táto mapa zobrazuje klimatické zóny s rôznymi teplotnými podmienkami. Poloha bývania vo vzťahu k zóne a koľko musíte minúť na vykurovanie metra štvorcový kW energie (+)

Súčet plochy bytu, ktorý je potrebné vykurovať, sa rovná celkovej ploche bytu a rovná sa 65,54 - 1,80 - 6,03 = 57,71 m2 (bez balkóna). Merný výkon kotla pre strednú oblasť so studenými zimami je 1,4 kW / m2. V našom príklade je teda vypočítaný výkon vykurovacieho kotla ekvivalentný 8,08 kW.

Dynamické parametre tekutiny

Prejdeme do ďalšej fázy výpočtov - analýzu spotreby chladiva. Vo väčšine prípadov sa vykurovací systém bytu líši od iných systémov - je to kvôli počtu vykurovacích panelov a dĺžke potrubia. Tlak sa používa ako dodatočná „hnacia sila“ toku vertikálne cez systém.

V súkromných jednopodlažných a viacpodlažných budovách, starých panelových bytových domoch, sa používajú vysokotlakové vykurovacie systémy, ktoré umožňujú prepravu látky uvoľňujúcej teplo do všetkých častí rozvetveného viackruhového vykurovacieho systému a zvyšovania vody do celej výšky (do 14. poschodia) budovy.

Naopak, obyčajný 2- alebo 3-izbový byt s nezávislým kúrením nemá takú rozmanitosť krúžkov a vetiev systému, obsahuje najviac tri okruhy.

To znamená, že chladivo sa prepravuje pomocou prirodzeného procesu prúdenia vody. Ale môžete tiež použiť obehové čerpadlá, kúrenie zabezpečuje plynový / elektrický kotol.

Na vykurovanie miestností nad 100 m odporúčame použiť obehové čerpadlo², Čerpadlo môže byť namontované pred aj za kotlom, ale zvyčajne je umiestnené na „spiatočke“ - nižšia teplota nosiča, menšie množstvo vzduchu, dlhšia životnosť čerpadla

Špecialisti na navrhovanie a inštaláciu vykurovacích systémov určujú dva hlavné prístupy z hľadiska výpočtu objemu chladiva:

1. Podľa skutočnej kapacity systému. Všetky objemy dutín, bez výnimky, kde bude prúdiť horúca voda, sa sčítajú: súčet jednotlivých častí potrubí, častí radiátorov atď. Je to však dosť časovo náročná možnosť.
2. Výkonom kotla. Tu sa názory odborníkov veľmi líšili, niektorí hovoria o 10, iní o 15 litroch na jednotku kapacity kotla.

Z pragmatického hľadiska je potrebné vziať do úvahy skutočnosť, že vykurovací systém pravdepodobne nielen dodáva teplú vodu do miestnosti, ale tiež zohrieva vodu do kúpeľa / sprchy, umývadla, umývadla a sušiča a prípadne aj na hydromasáž alebo vírivku. Táto možnosť je jednoduchšia.

Preto v tomto prípade odporúčame inštalovať 13,5 litrov na jednotku energie. Vynásobením tohto čísla výkonom kotla (8,08 kW) dostaneme vypočítaný objem vody - 109,08 litra.

Vypočítaná rýchlosť chladiacej kvapaliny v systéme je presne tým parametrom, ktorý umožňuje zvoliť špecifický priemer potrubia pre vykurovací systém.

Vypočíta sa podľa tohto vzorca:

V = (0,86 * W * k) / t-to,

kde:

• W - výkon kotla;
• T - teplota privádzanej vody;
• na - teplota vody vo vratnom okruhu;
• k - účinnosť kotla (0,95 pre plynový kotol).

Nahradením vypočítaných údajov vo vzorci máme: (0,86 * 8080 * 0,95) / 80-60 = 6601,36 / 20 = 330 kg / h. Za hodinu sa teda v systéme pohybuje 330 l chladiacej vody (voda) a kapacita systému je asi 110 l.

Stanovenie priemeru potrubia

Na konečné stanovenie priemeru a hrúbky vykurovacích rúr zostáva prediskutovať otázku tepelných strát.

Maximálne množstvo tepla opúšťa miestnosť stenami - až 40%, oknami - 15%, podlaha - 10%, všetko ostatné cez strop / strechu. Byt sa vyznačuje stratami hlavne oknami a balkónovými modulmi

Vo vyhrievaných miestnostiach existuje niekoľko druhov tepelných strát:

1. Strata tlaku v potrubí, Tento parameter je priamo úmerný súčinu špecifickej straty trením vo vnútri rúry (poskytovanej výrobcom) podľa celkovej dĺžky rúry. Ale vzhľadom na súčasnú úlohu sa takéto straty môžu ignorovať.
2. Strata hlavy pri miestnych odporoch potrubia - Náklady na teplo na zariadenie a vnútorné vybavenie. Ale vzhľadom na podmienky problému, malý počet montážnych ohybov a počet radiátorov sa takéto straty môžu zanedbať.
3. Tepelné straty podľa umiestnenia bytu, Existujú ďalšie druhy nákladov na teplo, ale viac súvisia s umiestnením miestnosti v porovnaní so zvyškom budovy. V prípade obyčajného bytu, ktorý sa nachádza v strede domu a priľahlý k ľavému / pravému / hornému / dolnému bytu spolu s ostatnými bytmi, je strata tepla cez bočné steny, strop a podlaha prakticky rovná „0“.

Straty môžete brať do úvahy iba pred domom - balkónom a centrálnym oknom spoločenskej miestnosti. Táto otázka je však uzavretá z dôvodu pridania 2 - 3 sekcií do každého z radiátorov.

Hodnota priemeru rúrok sa volí podľa prietoku chladiva a rýchlosti jeho cirkulácie v vykurovacej sústave.

Pri analýze vyššie uvedených informácií je potrebné poznamenať, že pre vypočítanú rýchlosť horúcej vody v ohrievacom systéme je známa tabuľková rýchlosť pohybu častíc vody vzhľadom na stenu potrubia v horizontálnej polohe 0,3 až 0,7 m / s.

Aby sme pomohli kapitánovi, predkladáme tzv. Kontrolný zoznam výpočtov pre typický hydraulický výpočet vykurovacieho systému:

• zber údajov a výpočet výkonu kotla;
• objem a rýchlosť nosiča tepla;
• tepelné straty a priemer potrubia.

Niekedy pri nesprávnom výpočte môžete získať dostatočne veľký priemer potrubia, aby ste zablokovali vypočítaný objem chladiva. Tento problém možno vyriešiť zvýšením výtlaku kotla alebo pridaním ďalšej expanznej nádrže.

Na našej stránke sa nachádza blok článkov venovaný výpočtu vykurovacieho systému, odporúčame vám prečítať si:

1. Tepelný výpočet vykurovacieho systému: ako správne vypočítať zaťaženie systému
2. Výpočet ohrevu vody: vzorce, pravidlá, príklady implementácie
3. Termotechnický výpočet budovy: špecifiká a vzorce na vykonávanie výpočtov + praktické príklady

Závery a užitočné video na túto tému

Vlastnosti, výhody a nevýhody prírodných a nútených cirkulačných systémov pre vykurovacie médium:

Sčítaním výpočtov hydraulického výpočtu sa získali špecifické fyzikálne vlastnosti budúceho vykurovacieho systému.

Toto je, samozrejme, zjednodušená výpočtová schéma, ktorá poskytuje približné údaje o hydraulickom výpočte pre vykurovací systém typického dvojizbového bytu.

Pokúšate sa nezávisle vykonať hydraulický výpočet vykurovacieho systému? Alebo možno nesúhlasia s uvedeným materiálom? Tešíme sa na vaše pripomienky a otázky - blok spätnej väzby sa nachádza nižšie.