Primjer hidrauličkog proračuna četverocijevnog sistema. Kako i za koju svrhu se vrši hidraulički proračun sistema grijanja

Prisutnost produktivnog generatora topline, visokokvalitetnih cijevi i savremeni radijatori ne znači da će grijanje biti efikasno. Ako sistem nije pravilno projektovan, moguće su situacije kada kotao koji radi punim kapacitetom ne može da obezbedi ugodna temperatura u svim prostorijama. Ili ima dovoljno toplote, ali troškovi energije su previsoki. Da se ne bi napravile nepopravljive greške, potrebno je izraditi projekat, važan deo koji je hidraulički proračun sistemi grijanja. Možda i najviše težak dio.

Zašto trebate izračunati hidrauliku sistema grijanja

Suština problema

Moderna instalacije grijanja su dinamički sistemi koji tokom rada rade u različitim režimima rada. Rashladno sredstvo za grijanje vode cirkulira pod pritiskom, ali ta vrijednost nije konstantna. Gubici nastaju na različitim oblastima zahvaljujući karakteristike dizajna sistemi (trenje o zidove cijevi, otpor na fitingima, itd.). Pritiskom sami manipulišemo i kada pomoću okova uravnotežimo raspodjelu topline u prostorijama. Ručno ili putem automatizacije sistema, korisnik kontroliše snagu uređaj za grijanje, mijenja nivo zagrijavanja rashladne tekućine. I opet, pritisak u mreži skače, jer što je temperatura veća, to je veći pritisak i obrnuto.

Pad pritiska uključen određenom sajtu dovodi do smanjenja njegovih termičkih performansi. Visokokvalitetno grijanje treba raditi stabilno i ekonomično u svim uvjetima, ali za to je potrebno da svaki radijator primi točno onoliko rashladne tekućine koliko je potrebno za nadoknadu toplinskih gubitaka u prostoriji i održavanje zadane temperature.

Rješenje

Jedan od glavnih zadataka programera je smanjenje mogućih gubitaka pritiska, što omogućava poboljšanje regulacije pojedinih sekcija i sistema u cjelini. Postoji poseban izraz "rast autoriteta ventila". To znači da je lokalni otpor koji slavina ili ventil vrši na protok u podesivoj grani u povoljnijoj korelaciji sa radnim pritiskom u sekciji. Što je veći volumen rashladnog sredstva kojim određeni element upravlja, to je on vredniji.

Informativna tabela kao rezultat hidrauličkog proračuna

Cirkulacioni prstenovi bi takođe trebali biti hidraulički balansirani. Kompetentna upotreba balansni ventili, ventili, regulatori pritiska omogućavaju izbjegavanje pregrijavanja prostorija najbližih kotlu i nedostatak topline u daljinskom ( ekstra par stepeni u prostoriji - ovo je prekoračenje topline na nivou od 5-10 posto). Ograničavajući protok u jednoj grani, povećavamo ga za druge - redistribuiramo rashladnu tekućinu.

Dakle, hidraulički proračun grijanja pomaže projektantu da riješi sljedeće zadatke:

  • izračunati propusnost cjevovodi i pad tlaka na glavnim i sekundarnim krugovima;
  • odaberite dio cijevi ako su brzina protoka rashladne tekućine i tlak u sistemu već podešeni;
  • izračunati najbolji načini grane sistema za balansiranje;
  • definisati potrebna snaga cirkulacijska pumpa.

Faze hidrauličkog proračuna grijanja

Prikupljanje i sistematizacija početnih podataka

Prije početka proračuna, programer proučava toplinske karakteristike objekta i, na osnovu tehničke specifikacije, preliminarno projektuje odgovarajuća opcija sistemi grijanja. Izvršite sljedeće aktivnosti:

  • Izvodi se toplinski proračun, kao rezultat kojeg se dobivaju informacije o potrebna količina grijanje za svaku prostoriju.
  • Odaberite generator topline i uređaje za grijanje.
  • Oni odlučuju o metodama cjevovoda i karakteristikama balansiranja sistema.
  • Odaberite vrstu cijevi i specifikaciju kontrolnih ventila.
  • Oni izrađuju aksonometrijske dijagrame ožičenja i detaljne planove prostorija s naznakom glavnih početnih podataka (protok rashladne tekućine, snaga baterije, raspored opreme, itd.). Označene su čvorne točke, glavna kontura i pojedinačni dijelovi, naznačena je dužina prstenova.

Izbor metode

Postoji nekoliko načina za izračunavanje hidraulike sistem grijanja(u pravilu se svi izvode pomoću posebnog softver):

  • dodavanje karakteristika provodljivosti i otpora;
  • specifičnim gubitkom pritiska;
  • po dužinama cjevovoda;
  • poređenje dinamički pritisci;
  • po zapremini transportovanog rashladnog sredstva.

Specifična metoda koja se koristi zavisi od toga da li su promene temperature u sistemu dinamičke ili stabilne. Konfiguracija grijanja se također uzima u obzir: neke metode proračuna prikladne su samo za jednocijevne dijagrame ožičenja, druge su univerzalne. Najčešće se za gubitke tlaka koristi hidraulički proračun cjevovoda sistema grijanja.

Proračun presjeka cijevi

Izbor optimalna veličina cijevi su jedna od efikasne metode kontrolisati performanse sistema grejanja. Dakle, upotreba predimenzioniranih cijevi podrazumijeva:

  • rast kapitalnih troškova;
  • smanjenje radnog pritiska;
  • kritično smanjenje brzine pumpanja rashladne tekućine s velikom vjerovatnoćom prozračivanja;
  • pojava značajne termičke inercije grijanja.

Smanjenje promjera cjevovoda smanjuje i kapitalne i operativne troškove, ali dovodi do povećanja protoka. Pri brzinama od 0,6 m / s, u sistemu se pojavljuje buka, pa se optimalna brzina za transport rashladnog sredstva u rasponu od 0,3-0,7 metara u sekundi smatra optimalnom za stambene prostore.

Za izračunavanje odgovarajućeg unutrašnjeg prečnika cevovoda koriste se sledeći podaci:

  • Razlika u dovodnoj i povratnoj temperaturi (za dvocijevne sheme obično se uzima jednaka 20 stepeni).
  • Potrošnja rashladne tečnosti - u tabelama je označena slovom "G". U stvarnim proračunima i u primjerima hidrauličkog proračuna sistema grijanja, ova vrijednost je, po pravilu, već postavljena.
  • Brzina kretanja vode / antifriza - označena slovom "v"
  • Gustina nosača toplote.
  • Zapremina toplotnog toka - označena je slovom "Q".
  • Karakteristike lokacije (dužina, broj sekcija u radijatorima, itd.).

Određivanje gubitaka pritiska u sistemu i njegovim pojedinačnim sekcijama

U svakoj sekciji, ukupni pad pritiska nastaje zbog dva glavna faktora:

  1. Otpor na trenje, koji nastaje zbog hrapavosti i neravnina unutrašnjih zidova cijevi.
  2. Lokalni otpor, koji se vrši na pumpanje radnog medija spajanjem armatura, zapornih i regulacionih ventila, zavoja i grana, sužavanja/proširenja cjevovoda. Izmjenjivači topline također stvaraju efekat kočenja. uređaji za grijanje i generatori toplote.

Nivo gubitka pritiska u prstenu zbog otpora trenja zavisi od:

  • protok;
  • koeficijent hrapavosti materijala cjevovoda;
  • dužina grane;
  • prečnik i oblik unutrašnjeg presjeka cijevi;
  • viskozitet i gustina rashladnog sredstva.

Na prirodu lokalnog otpora utiču:

  • brzina prijenosa tekućine;
  • koeficijenti lokalnog otpora (podaci za različite čvorove i uređaje su tabelarno).

Precizni proračuni su napravljeni prema javno dostupnim formulama, rezultati otpora u pojedinim sekcijama su sumirani, a inženjer može izračunati potrebne performanse pumpna oprema.

Takve šeme generiraju programi za hidraulične proračune.

Razvoj povezivanja cirkulacionih prstenova

Završna faza hidrauličkog proračuna sistema grijanja. Analizirajući original i dobijeno na preliminarne faze podataka (otpori, potrebna termička opterećenja, karakteristike ventila), projektant mora izjednačiti gubitke pritiska u mreži. Odnosno, u idealnom slučaju, gubitak pritiska u svim prstenovima sistema trebao bi biti isti. Za balansiranje pritiska i preraspodjelu protoka rashladne tekućine, ručni ventili ili automatski ventili, koji su odgovorni za pojedinačne grane ili se ugrađuju na svaki grijač. Prema rezultatima hidrauličkog proračuna vrši se preliminarno podešavanje kontrolnih ventila.

Video: praktična lekcija o hidrauličkom proračunu sistema grijanja

Hidraulički proračun sistema grijanja vrši se kako bi se pronašli potrebni parametri za izgradnju grijanja zgrade:

  • Prečnici cjevovoda;
  • Snaga pumpe.

Bez ovih proračuna nemoguće je izgraditi visokokvalitetno opskrbu toplinom. U ovom članku ćemo govoriti o tome kako se takav posao izvodi i kako to učiniti sami, a kako biste bolje razumjeli, za vas će biti obezbeđeni video i foto materijali.

Hidraulički proračuni

Da bismo napravili potrebne proračune, moramo uzeti glavne hidraulične indikatore:

  • Brzina kretanja fluida u cjevovodima;
  • Otpornost elemenata kao što su cijevi i fitinzi;
  • Količina vode.

Svi ovi parametri su međusobno zavisni i promjena jednog od njih će dovesti do promjena u drugim.

Bitan!
Ako se promjer cjevovoda smanji, tada će se povećati ne samo brzina rashladne tekućine, već i hidraulički otpor.
I prema tome, ako se promjer povećava, tada se brzina i otpor smanjuju.
Znajući ovu ovisnost, lako možete smanjiti troškove materijala, kao i poboljšati kvalitetu grijanja i pouzdanost grijanja.

Sistem grijanja se sastoji od četiri glavna elementa:


Ovi elementi imaju individualne parametre i moraju se uzeti u obzir prilikom grijanja zgrade. Svi proizvođači na svojoj opremi navode podatke o karakteristikama, bilo da se radi o običnim ili bilo kojim materijalima.

Izračuni se mogu pojednostaviti zahvaljujući postojećim tabelama i grafikonima. Tako je, na primjer, odabir cjevovoda od polipropilena olakšan činjenicom da je na cijevi pričvršćen nomogram za hidraulički proračun sustava grijanja.

Predstavljamo vam ga u nastavku i ako ga analizirate, primijetit ćete da neke karakteristike imaju jasan slijed.


Potrošnja rashladne tečnosti

Sigurno ste već primijetili odnos između protoka i količine zagrijane vode u bojleru. Prvi će ovisiti o toplinskom opterećenju kotla. A opterećenje će ovisiti o toplinskim gubicima prostorija, koji se moraju nadoknaditi grijanjem.

Sam proračun hidraulike određuje brzinu protoka rashladnog sredstva u svakoj sekciji. Svaka sekcija ima konstantan prečnik i brzinu protoka.

Primjer

Na početku proračuna formiraju se dva grijna prstena. Jedan će biti malo veći i zvat će se prvi. Svaki prsten je podijeljen na sekcije, numeriranje počinje od glavnog cjevovoda, u kojem je maksimalni protok (odmah nakon kotla).

Prvi dio nakon generatora topline nastavit će se sve dok se protok rashladne tekućine ne promijeni, na primjer, do sljedećeg uspona ili grijača. I tako do posljednjeg ustajanja.

Bitan!
Hidraulički proračun grijanja vrši se i za dovod i za povrat istovremeno, kako se ne bi poremetila cirkulacija.

Jedan od potrebnih proračuna je proračun protoka, on se izračunava na ovaj način:

gdje:

  • Qch - termičko opterećenje zasebna sekcija, jedinice Watts;
  • C je toplotni kapacitet vode, konstantan je i iznosi 4,2 kJ/(kg °C);
  • tg je temperatura dovodnog rashladnog sredstva u sistemu grijanja;
  • to je temperatura povratnog nosača toplote u sistemu.

Pretpostavimo da je opterećenje stranice 1000 vati, a zatim:

Imajući pri ruci podatke o troškovima, zahvaljujući posebnim tabelama, možete preuzeti. U ovim tabelama, pored prečnika, naznačen je protok i gubitak pritiska.

Potrebno je obratiti pažnju na činjenicu da promjeri počinju s velikim i postepeno se smanjuju prema posljednjem usponu. Na primjer, glavna cijev je 32 mm, presjek je dalje 24, još 16. Skokovi u prečnicima poput 32, 45, 16 su neprihvatljivi.

Brzina protoka

Minimalni protok rashladnog sredstva ne bi trebao biti manje vrijednosti 0,2 - 0,3 metara u sekundi. Pri nižoj vrijednosti, zrak će se osloboditi iz vode, i bit će ga vazdušne brave, a to može uzrokovati kvar cijelog sistema grijanja.

Gornja granica brzine je 0,7 - 1,5. Ako je brzina veća, u cjevovodima će se primijetiti buka. Optimalna brzina je u rasponu od 0,5 - 0,7 metara u sekundi.

gubitak glave

Gubici glave javljaju se u svim dijelovima sistema u oba prstena kola. To je zbir gubitaka zbog trenja u cijevima, spojevima i radijatorima.

Ima dimenziju Pa i izračunava se po formuli:

gdje:

  • v je brzina;
  • ρ je gustina;
  • R - gubitak pritiska u cjevovodu;
  • l je dužina cjevovoda u ovoj dionici;
  • Σζ je zbir otpora.

Ukupni otpor je zbir otpora u svim sekcijama.

Dvocijevni sistem grijanja: izbor glavne grane sistema

Uputa za izvođenje proračuna kaže da ako krug ima prolazno kretanje rashladne tekućine, tada se u dvocijevnom grijanju kroz donji radijator izvodi prsten opterećenijeg uspona. B je prsten kroz najprometniji uspon.

U slijepoj ulici vruća voda, in dvocevna šema prsten donje baterije uzima se u najprometnijem i najudaljenijem usponu. Za jednocijevnu shemu uzima se prsten najopterećenijeg i udaljenog uspona.

U horizontalnoj shemi uzima se prsten najopterećenije grane donjeg kata. U ovoj fazi morate biti izuzetno oprezni, jer cijena greške može biti vrlo visoka.

Zaključak

Proračun hidrauličkog otpora sistema grijanja važan je korak ka uspješnom radu vašeg sistema grijanja. Ako se ne osjećate sigurni u samoispunjenje proračune, bolje je kontaktirati stručnjake.

Ali ako je želja za izračunima vlastitim rukama toliko velika, onda će vam trebati primjer hidrauličkog proračuna sustava grijanja i slobodnog vremena.

Treba napomenuti da se inženjerski proračuni sistema vodoopskrbe i grijanja ne mogu nazvati jednostavnim, ali bez njih je nemoguće, samo vrlo iskusan praktičar može nacrtati sustav grijanja "na oko" i precizno odabrati promjere cijevi. Ovo je ako je krug dovoljno jednostavan i dizajniran za grijanje mala kuća 1 ili 2 sprata. A kada je u pitanju kompleks dvocevni sistemi ah, onda ih još moraš prebrojati. Ovaj članak je za one koji odluče samostalno izračunati sustav grijanja privatne kuće. Metodologiju ćemo predstaviti donekle pojednostavljeno, ali na način da dobijemo što preciznije rezultate.

Svrha i napredak proračuna

Naravno, možete se obratiti stručnjacima za rezultate ili koristiti online kalkulator, što je dovoljno na svim internetskim resursima. Ali prvo košta, a drugo može dati pogrešan rezultat i to još uvijek treba provjeriti.

Zato je bolje biti strpljiv i sami se baciti na posao. To se mora shvatiti praktičnu svrhu hidraulički proračun je odabir protočnih presjeka cijevi i određivanje pada tlaka u cijelom sistemu kako bi se pravilno odabrala cirkulacijska pumpa.

Bilješka. Prilikom davanja preporuka za izvođenje proračuna, to se podrazumijeva termotehnički proračuni su već napravljeni, a radijatori su usklađeni po snazi. Ako ne, onda ćete morati ići starim putem: uzmite toplinsku snagu svakog radijatora za kvadraturu prostorije, ali tada će se točnost izračuna smanjiti.

Opća shema izračuna izgleda ovako:

  • priprema aksonometrijskog dijagrama: kada je proračun uređaja za grijanje već završen, tada je njihova snaga poznata, mora se primijeniti na crtež u blizini svakog radijatora;
  • određivanje protoka rashladne tečnosti i prečnika cevovoda;
  • proračun otpora sistema i izbor cirkulacijske pumpe;
  • proračun količine vode u sistemu i kapaciteta ekspanzioni rezervoar.

Svaki hidraulički proračun sistema grijanja počinje sa dijagramom nacrtanim u 3 dimenzije radi jasnoće (aksonometrija). Na njega se primjenjuju svi poznati podaci, kao primjer, uzmimo dio sistema prikazan na crtežu:


Određivanje protoka rashladne tečnosti i prečnika cevi

Prvo, svaka grana grijanja mora biti podijeljena na dijelove, počevši od samog kraja. Raspodjela se vrši potrošnjom vode, a varira od radijatora do radijatora. Dakle, nakon svake baterije počinje nova stranica, to je prikazano u gornjem primjeru. Počinjemo od 1. odjeljka i nalazimo u njemu protok mase rashladna tekućina, fokusirajući se na snagu posljednjeg grijača:

G = 860q/∆t, gdje:

  • G je protok rashladnog sredstva, kg/h;
  • q- toplotna snaga radijator na gradilištu, kW;
  • Δt je temperaturna razlika u dovodu i povratni cevovod, obično uzima 20 ºS.

Za prvi dio, proračun rashladne tekućine izgleda ovako:

860 x 2 / 20 = 86 kg/h.

Dobiveni rezultat mora se odmah primijeniti na dijagram, ali za daljnje proračune trebat će nam u drugim jedinicama - litri u sekundi. Da biste izvršili prijenos, trebate koristiti formulu:

GV = G /3600ρ, gdje:

  • GV – zapreminski protok vode, l/s;
  • ρ je gustina vode, na temperaturi od 60 ºS jednaka je 0,983 kg / litru.

Imamo: 86 / 3600 x 0,983 = 0,024 l / s. Potreba za pretvaranjem jedinica objašnjava se potrebom za korištenjem posebnih gotovih tablica za određivanje promjera cijevi u privatnoj kući. Oni su besplatno dostupni i nazivaju se "Shevelev tabele za hidraulične proračune". Možete ih preuzeti klikom na link: http://dwg.ru/dnl/11875

U ovim tabelama objavljene su vrijednosti promjera čeličnih i plastičnih cijevi, ovisno o brzini protoka i brzini rashladnog sredstva. Ako otvorite stranicu 31, onda u tabeli 1 za čelične cijevi prva kolona prikazuje troškove u l/s. Kako ne bi napravili potpuni proračun cijevi za sistem grijanja česta kuća, samo trebate odabrati prečnik prema brzini protoka, kao što je prikazano na slici ispod:


Bilješka. U lijevom stupcu ispod prečnika odmah je naznačena brzina kretanja vode. Za sisteme grijanja, njegova vrijednost bi trebala biti u rasponu od 0,2-0,5 m / s.

Dakle, za naš primjer, unutrašnja veličina prolaza treba biti 10 mm. Ali pošto se takve cijevi ne koriste u grijanju, sigurno prihvatamo cjevovod DN15 (15 mm). Stavljamo ga na dijagram i idemo na drugi odjeljak. Budući da sljedeći radijator ima isti kapacitet, nema potrebe za primjenom formula, uzimamo prethodni protok vode i pomnožimo ga sa 2 i dobijemo 0,048 l / s. Opet se okrećemo tablici i u njoj nalazimo najbližu odgovarajuću vrijednost. Istovremeno, ne zaboravite pratiti brzinu protoka vode v (m / s) tako da ne prelazi navedene granice (na slikama je označeno u lijevom stupcu crvenim krugom):


Bitan. Za sisteme grijanja sa prirodnom cirkulacijom, brzina rashladnog sredstva treba biti 0,1-0,2 m / s.

Kao što možete vidjeti na slici, dio br. 2 je također položen sa DN15 cijevi. Nadalje, prema prvoj formuli, nalazimo brzinu protoka u dijelu br. 3:

860 x 1,5 / 20 = 65 kg/h i pretvoriti u druge jedinice:

65 / 3600 x 0,983 = 0,018 l / s.

Dodajući to zbiru troškova dva prethodna odjeljka, dobijamo: 0,048 + 0,018 = 0,066 l / s i ponovo pogledajte tabelu. Pošto u našem primjeru ne računamo gravitacioni sistem, i tlaka, onda prema brzini rashladne tekućine, cijev DN15 je pogodna ovaj put:


Idući na ovaj način, izračunavamo sve sekcije i primjenjujemo sve podatke na naš aksonometrijski dijagram:


Proračun cirkulacijske pumpe

Odabir i proračun pumpe je da se utvrdi gubitak tlaka rashladne tekućine koja teče kroz cijelu mrežu cjevovoda. Rezultat će biti cifra koja pokazuje koliki pritisak treba razviti. cirkulacijska pumpa da "gura" vodu kroz sistem. Ovaj pritisak se izračunava po formuli:

P = Rl + Z, gdje:

  • P - gubitak pritiska u cevovodnoj mreži, Pa;
  • R je specifični otpor trenja, Pa/m;
  • l je dužina cijevi u jednom dijelu, m;
  • Z je gubitak pritiska u lokalnim otporima, Pa.

Bilješka. Dvo- i jednocijevni sistemi grijanja se računaju na isti način, po dužini cijevi u svim granama, au prvom slučaju - direktnim i povratnim vodovima.

Ovaj proračun je prilično glomazan i kompliciran, dok se vrijednost Rl za svaki odjeljak može lako pronaći pomoću istih Shevelevovih tabela. U primjeru, plavi krug označava vrijednosti od 1000i u svakom dijelu, potrebno ga je samo ponovno izračunati duž dužine cijevi. Uzmimo prvi dio iz primjera, njegova dužina je 5 m. Tada će otpor trenja biti:

Rl = 26,6 / 1000 x 5 = 0,13 bara.

Također izračunavamo sve dijelove pripadajućeg sustava grijanja, a zatim sumiramo rezultate. Ostaje da saznamo vrijednost Z, pad tlaka u lokalnim otporima. Za kotao i radijatore ove brojke su navedene u pasošu proizvoda. Za sve ostale otpore savjetujemo da uzmete 20% ukupnog gubitka trenja Rl i zbrojite sve ove pokazatelje. Dobivenu vrijednost množimo sa sigurnosnim faktorom 1,3, to će biti potrebni tlak pumpe.

Morate biti svjesni da učinak pumpe nije kapacitet sustava grijanja, već ukupna potrošnja vode za sve grane i uspone. Primjer njegovog proračuna prikazan je u prethodnom odjeljku, ali za odabir pumpne jedinice potrebno je osigurati i marginu od najmanje 20%.

Proračun ekspanzione posude

Za izračunavanje ekspanzione posude za zatvoreni sistem grijanja, potrebno je saznati koliko se povećava volumen tekućine kada se zagrije od sobnoj temperaturi+20 ºS na radni, koji je u rasponu od 50-80 ºS. Ovaj zadatak također nije lak, ali se može riješiti na drugi način.

Smatra se da je sasvim ispravno uzeti zapreminu rezervoara u količini od jedne desetine ukupne količine vode u sistemu, uključujući radijatore i vodeni omotač kotla. Stoga ponovo otvaramo pasoše opreme i u njima nalazimo kapacitet 1 dijela baterije i spremnika kotla.

Nadalje, proračun volumena rashladnog sredstva u sustavu grijanja vrši se prema jednostavnoj shemi: površina poprečnog presjeka cijevi svakog promjera izračunava se i množi s njegovom dužinom. Dobijene vrijednosti se zbrajaju, dodaju im se podaci o pasošu, a zatim se od rezultata uzima desetina. Odnosno, ako u cijelom sistemu ima 150 litara vode, tada bi kapacitet ekspanzijskog spremnika trebao biti 15 litara.

Zaključak

Mnogi, nakon čitanja ovog članka, mogu odustati od namjere da samostalno razmotre hidrauliku zbog same složenosti procesa. Preporuka za njih je da se obrate praktičaru. Oni koji su pokazali želju i već su izračunali toplinsku snagu grijanja za zgradu sigurno će se nositi s ovim zadatkom. Ali gotova šema sa rezultatima još uvijek vrijedi pokazati iskusnom instalateru radi provjere.

Elektronski pomoćnici olakšavaju proračune

Zahvaljujući razvoju moderne tehnologije i inženjerskih nauka, efikasnost većine procesa u ljudskom životu povezanih sa tehnologijom je značajno povećana. Čak je i jedno od najsloženijih i najnepredvidivijih područja javnih komunalnih usluga - sistemi grijanja - pažljivo proučeno i uklopljeno u okvir opšteprihvaćene norme i pravila. Zahvaljujući brojnim studijama provedenim na području grijanja vode, inženjeri su uspjeli stvoriti jedinstven sistem informacija koji se uklapa u hidraulički proračun sustava grijanja.

Njegova glavna svrha je maksimiziranje koeficijenta korisna akcija u zatvorenim krugovima sa prirodnom i prisilnom cirkulacijom. Računski zadaci uključuju:

  • Smanjenje operativnih troškova.
  • Smanjenje potrošnje energije.
  • Smanjenje troškova izgradnje sistema grijanja.
  • Povećanje efikasnosti grijanja svih prostorija.
  • Osiguravanje potpune sigurnosti stanara kuće.
  • Smanjenje buke do prirodnog nivoa.
  • Sprečavanje destruktivnog vodenog udara u skučenom prostoru.

Kao rezultat pravilno izvedenog proračuna, postiže se značajno poboljšanje performansi, bez obzira na konstrukcijsku shemu. Pravi uređaj Sistem će vam takođe pružiti priliku da na dugi niz godina zaboravite na potrebu njegovog održavanja.

Međutim, proces izračunavanja nije tako jednostavan - u praksi može potrajati dugo vrijeme. Osim toga, stručnjaci smatraju da je to najteža faza u dizajnu hidrauličkog grijanja za privatnu kuću.

Procedura izračunavanja uključuje sljedeće korake:

  • Kreacija " toplotni bilans"zgrade.
  • Izbor sheme i glavnih elemenata sistema grijanja - uključujući prirodnu ili prisilnu cirkulaciju.
  • Prijenos sheme u aksonometrijsku projekciju.
  • Izolacija cirkulacijskog prstena.
  • Određivanje potrebnog prečnika vodovodnog cjevovoda.
  • Proračun hidrauličkog mehanizma gubitaka tlaka u odvojenim dijelovima cirkulacije.
  • Povezivanje paralelnih grana grijanja vode.
  • Određivanje protoka fluida kako bi se osigurale performanse cijelog sistema.

Proračuni se vrše za presjek konstantnog prečnika hidraulički cevovod, koji ima stabilan kapacitet rashladnog sredstva. Razmotrimo proces detaljnije, uzimajući shemu grijanja kao primjer. dvospratna kuća.

Određivanje prečnika cjevovoda

Jedan od najvažnijih zadataka hidrauličkog proračuna je dobivanje podataka o cijevima potrebnim za korištenje. Prvo morate odrediti od kojeg materijala se planira položiti cjevovod i koji bi trebao biti njegov promjer.

U početku je poznata vrijednost nekoliko indikatora. Većina stručnjaka vjeruje da bi brzina rashladnog sredstva u sistemu za grijanje vode trebala biti 0,2-0,7 m / s - uz prirodnu cirkulaciju. Niža vrijednost ovog indikatora će formirati mjehuriće zraka u cijevima, a viša vrijednost će povećati nivo buke i postojaće povećan rizik od vodenog udara u skučenom prostoru.


Materijal cijevi ima veliki značaj prilikom izračunavanja njihovog potrebnog prečnika

Najbolja opcija je uređaj metalno-plastičnih cjevovoda. Imaju manji koeficijent hidrauličkog trenja i manje gubitke pritiska (45-280 Pa/m) u sistemima sa prirodnom i prisilnom cirkulacijom. Međutim, ovaj primjer je idealan. U praksi se mnogo češće koriste čelične vodo-plinske cijevi s gubicima od 60-480 Pa / m. Imajući podatke o protoku toplote, kao i uzimajući temperaturnu razliku između hladnog i toplog protoka od 20 stepeni (za jednocevni sistem, podrazumevana vrednost je 35 stepeni), možete odrediti prečnik cevi prema tabeli ispod.


Shema za izračunavanje unutrašnjeg promjera cijevi za grijanje

Treba napomenuti da je nemoguće beskonačno juriti nakon minimiziranja promjera grijanja vode. Kada se postigne pretjerano niska vrijednost, brzina rashladnog sredstva u njima će premašiti 1,0-1,2 m / s, što će uzrokovati jaku buku. Naravno, za sisteme sa prirodnom cirkulacijom ova brojka je gotovo nedostižna, ali mogu značajno smanjiti efikasnost grijanja.

Ako uzmemo u obzir primjer koji smo odabrali, treba napomenuti da u prilično velikim kućama hidraulična pumpa je obavezna komponenta sistemima. Uzimajući kao polaznu tačku područje od 200 kvadratnih metara i brzinom protoka od 0,5 m/s, utvrđujemo da je potrebno stati na cijevima prečnika 25 mm.

Pažnja! Tabelarne vrijednosti su date za varijantu koja koristi vodu kao nosač topline. Potrebno je instalirati sistem protiv smrzavanja nezavisni proračuni ili dobiti podatke od njegovog proizvođača.

Gubitak pritiska

Prilikom sastavljanja sheme važno je uzeti u obzir sve nijanse

Prilikom uzimanja u obzir gubitaka tlaka, što je posebno važno za krugove s prirodnom cirkulacijom, potrebno je prvo odvojiti sve cirkulacijske prstenove, koji su dio cjevovoda koji vodi od kotla do potrošača topline i nazad. Za jednocijevnu shemu, prsten je zaseban uspon, a za dvocijevnu shemu svaki grijač zasebno. Ukupni gubitak pritiska u cijelom hidraulični sistem jednaki su zbiru gubitaka u svakom od prstenova, koji se, pak, razlažu na gubitke zbog trenja i zbog lokalnih otpora.

Prvi pokazatelj jednak je polovini proizvoda gustine vode i kvadrata brzine u metrima u sekundi. Drugi je omjer dužine i promjera cjevovoda, pomnožen koeficijentom hidrauličkog trenja i dodan zbroju koeficijenata lokalnog hidrauličkog otpora. Za izračun se koriste formule koje zahtijevaju poznavanje koeficijenata hrapavosti cijevi, međutim, postoje posebne tablice u kojima možete dobiti gotov broj.

Ali ako je takav hidraulički proračun vrlo težak, a proizvođač daje gotovu cifru za specifične gubitke tlaka po metru cjevovoda, možete koristiti pojednostavljenu formulu u kojoj se omjer koeficijenta trenja i promjera cijevi zamjenjuje konstantan. Takva shema proračuna najčešće se koristi za jednocijevnu organizaciju grijanja, kada točnost konačnog indikatora nije toliko važna.

Osim toga, upotreba pojednostavljenog koeficijenta je također potpuno opravdana kada prirodna cirkulacija rashladna tečnost. U našem primjeru ćemo unijeti dodatne podatke - dužina konvencionalnog čeličnog cjevovoda je 100 m, izračunat je promjer cijevi, lokalni gubici su 800, broj sekcija je 1, otpor tablice je 1,02. U ovom slučaju, gubici će biti jednaki 1,02 * 100 * (971,8 * 0,5 2) / 2 + 800 = 13190,5 Pa.

Pažnja! Zbir lokalnih koeficijenata hidrauličkog otpora uključuje i indikatore svih ventila, uređaja za grijanje, ekspanzijskih spremnika i opreme za kompresiju.

Primjer - bojler, pumpa, ekspanzioni rezervoar, kontrolne slavine, radijatori, igličasti ventili, premosnici, itd.

Povezivanje konturnih prstenova


Priključak cijevi

Djelovanje zakona fizike dovodi do činjenice da će na mjestima poravnanja prstenova veličina gubitka tlaka uvijek biti ista. Ako pogledamo primjer vodenog kruga naše dvokatnice i pretpostavimo da postoji 20 prstenova različitih promjera koji se nalaze na različitim udaljenostima od kotla, tada će svi imati različite pritiske i različite brzine kretanja vode. Za sistem sa prirodnom i prisilnom cirkulacijom, ovo je značajan nedostatak koji će zahtijevati razrješenje kako bi se osigurala maksimalna efikasnost.

Usklađivanje za sistem ovih indikatora, dobijeno kao rezultat gore navedenog proračuna, vrši se pomoću ručnih ili automatskih upravljačkih i zapornih ventila. U području ručne armature vodenog kruga najbolji primjer Ovo su Stromax proizvodi. I automatski, koji je idealan za sisteme sa prisilnom cirkulacijom - HERZ. Za postizanje maksimalnih rezultata koriste se radijatori. termostatski ventili grijanje vode, koji su u kombinaciji s balansnim ventilima smještenim što bliže prstenovima. U tom slučaju sistem će raditi u dinamičkom režimu automatskog podešavanja.

Od pravi izbor Od svih elemenata sistema za grijanje vode, njihova ugradnja, efikasnost njegovog rada, uvjeti nesmetanog i ekonomičnog rada uvelike zavise. Koliko će grijanje u kući biti ekonomično i efikasno pokazat će početna ulaganja u fazi montaže i ugradnje sistema. Razmotrimo detaljnije kako se izvodi hidraulički proračun sistema grijanja kako bi se odredila optimalna snaga sustava grijanja.

Efikasnost sistema grijanja "na oko"

U velikoj mjeri ovi troškovi zavise od:

  • potrebni prečnici cevovoda
  • armature i njihove odgovarajuće uređaji za grijanje
  • adapteri
  • kontrolni i zaporni ventili

Želja za minimiziranjem ovakvih troškova ne bi trebala biti na štetu kvaliteta, već se mora održati princip razumne dovoljnosti, određenog optimuma.

U većini modernih individualnih kompleksa grijanja, električne pumpe kako bi se osigurala prisilna cirkulacija rashladne tekućine, koja se često koristi kao kompozicije antifriza antifriz. Hidraulički otpor ovakvih sistema grijanja za njihove različite vrste nosača topline bit će različiti.

S obzirom na sve veće cijene energenata (sve vrste goriva, električna energija) i Zalihe(nosači toplote, rezervni delovi, itd.), treba težiti od samog početka da se polaže u sistem princip minimiziranja troškova rada sistema. Opet, na osnovu njihovog optimalnog omjera rješavamo problem stvaranja komfora temperaturni režim u grijanim prostorijama.

Naravno, omjer snage svih elemenata sistema grijanja bi trebao osigurati optimalni režim dovod rashladne tečnosti na uređaje za grijanje u količini dovoljnoj da ispuni glavni zadatak cijelog sistema - grijanje i održavanje zadanog temperaturnog režima unutar prostorije, bez obzira na promjene vanjskih temperatura. Elementi sistema grijanja uključuju:

  • kotao
  • pumpa
  • prečnik cevi
  • kontrolni i zaporni ventili
  • termalni uređaji

Osim toga, vrlo je dobro ako se određena „elastičnost“ inicijalno ugradi u projekat, što omogućava prelazak na drugu vrstu rashladnog sredstva(zamjena vode antifrizom). Osim toga, sustav grijanja, s promjenom režima rada, ni na koji način ne bi trebao unositi nelagodu u unutrašnju mikroklimu prostorija.

Hidraulički proračun i zadaci koje treba riješiti

U procesu izvođenja hidrauličkog proračuna sistema grijanja rješava se prilično veliki raspon pitanja kako bi se osigurala implementacija gore navedenog i niza dodatni zahtjevi. Konkretno, promjer cijevi u svim sektorima nalazi se prema preporučenim parametrima, uključujući definiciju:

  • brzina kretanja rashladna tečnost;
  • optimalan prenos toplote na svim dijelovima i uređajima sistema, vodeći računa o njegovoj ekonomskoj isplativosti.

U procesu kretanja rashladne tečnosti, to je neizbježno trenje o zid cijevi, postoje gubici u brzini, posebno uočljivi u područjima koja sadrže zavoje, koljena itd. Zadaci hidrauličkog proračuna uključuju određivanje gubitka srednje brzine kretanja, odnosno pritiska u dijelovima sistema sličnim naznačenim, za opšte obračunavanje i uključivanje u projektu potrebnih kompenzatora. Paralelno sa određivanjem gubitka pritiska potrebno je znati potrebnu zapreminu, koja se naziva protok, rashladne tečnosti u celom projektovanom sistemu za grejanje vode.

S obzirom na razgrananost savremenih sistema grijanja i zahtjevi dizajna implementacija najčešćih shema ožičenja, na primjer, približna jednakost duljina grana u krugu kolektora, proračun hidraulike omogućava uzimanje u obzir takvih karakteristika. Ovo će pružiti više kvalitetno auto-balansiranje i povezivanje filijala povezani paralelno ili na neki drugi način. Takve mogućnosti su često potrebne tokom rada uz korištenje elemenata za zaključavanje i regulaciju, ako je potrebno isključiti ili blokirati pojedine grane i smjerove, ako je potrebno raditi sistem u nestandardnim režimima.

Priprema kalkulacije

Provođenju kvalitativnog i detaljnog proračuna treba prethoditi red pripremne aktivnosti za implementaciju rasporedi poravnanja . Ovaj dio se može nazvati prikupljanjem informacija za proračun. Budući da je najteži dio u dizajnu sistema za grijanje vode, proračun hidraulike vam omogućava da precizno dizajnirate sav njegov rad. Podaci koji se pripremaju moraju sadržavati definiciju potrebnog toplotnog bilansa prostorija koje će se grijati projektovanim sistemom grijanja.

U projektu se proračun vrši uzimajući u obzir vrstu odabranih uređaja za grijanje, s određenim površinama za izmjenu topline i njihovim postavljanjem u grijane prostorije, to mogu biti baterije radijatorskih dijelova ili druge vrste izmjenjivača topline. Tačke njihovog postavljanja su naznačene na tlocrtima kuće ili stana.

Usvojena šema za konfiguraciju sistema za grijanje vode mora biti grafički nacrtana. Ovaj dijagram pokazuje lokaciju generatora topline (bojlera), prikazuje pričvrsne tačke za uređaje za grijanje, polaganje glavnih ulaznih i izlaznih vodova cjevovoda, prolaz grana uređaja za grijanje. Na dijagramu je detaljno prikazan položaj elemenata regulacijskih i zapornih ventila. Ovo uključuje sve vrste instaliranih slavina i ventila, prenosnih ventila, regulatora, termostata. Općenito, sve što se obično naziva kontrolnim i zapornim ventilima.

Nakon određivanja potrebne konfiguracije sistema na planu, ona mora biti nacrtati u aksonometrijskoj projekciji na svim etažama. U takvoj shemi, svakom grijaču je dodijeljen broj, naznačena je maksimalna toplinska snaga. Važan element, također naznačeno za termalni uređaj na dijagramu je procijenjena dužina dijela cjevovoda za njegovo spajanje.

Notacija i redosled izvršenja

Planovi moraju nužno naznačiti, unaprijed određene, cirkulacioni prsten, zove se glavni. To je nužno zatvoreni krug, uključujući sve dijelove sistemskog cjevovoda s najvećim protokom rashladne tekućine. Za dvocevne sisteme, ove sekcije idu od kotla (izvora toplotne energije) do najudaljenijeg termičkog uređaja i nazad do kotla. Za jednocijevne sisteme uzima se dio grane - uspon i stražnji dio.

Jedinica obračuna je dionica cjevovoda, koji ima konstantan prečnik i struju (potrošnja) nosača toplotne energije. Njegova vrijednost se određuje na osnovu toplinske ravnoteže prostorije. Prihvaćeno određeni red oznake takvih segmenata, počevši od kotla (izvor toplote, generator toplotne energije), numerišu se. Ako postoje ogranci sa dovodnog voda cjevovoda, njihovo označavanje se vrši velikim slovima u abecedni red. Isto slovo sa crtom označava sabirno mjesto svakog kraka na povratnom magistralnom cjevovodu.

U oznaci početka grane uređaja za grijanje naveden je broj poda (horizontalni sistemi) ili grane - uspona (vertikalni). Isti broj, ali sa crtom, nalazi se na mjestu njihove veze povratna linija prikupljanje tokova rashladne tečnosti. Zajedno, ove oznake čine broj svake grane područje naselja. Numeracija je u smjeru kazaljke na satu od gornjeg lijevog ugla plana. Planom je određena i dužina svake grane, greška nije veća od 0,1 m.

Na tlocrtu sistema grijanja, za svaki njegov segment, toplinsko opterećenje se smatra jednakim toplotnom toku koji prenosi rashladna tekućina, prihvaća se zaokruženo na 10 W. Nakon utvrđivanja za svaki grijaći uređaj u grani, utvrđuje se ukupno opterećenje toplinom na glavnoj dovodnoj cijevi. Kao i gore, ovdje su dobivene vrijednosti zaokružene na 10 W. Nakon izračuna, svaki odjeljak treba imati dvostruku oznaku sa naznakom u brojniku vrijednosti toplotnog opterećenja, a u nazivniku - dužina sekcije u metrima.

Potrebna količina (brzina protoka) rashladnog sredstva u svakoj sekciji lako se određuje dijeljenjem količine topline u sekciji (korigira se koeficijentom koji uzima u obzir specifični toplotni kapacitet vode) na temperaturnu razliku zagrijanog i ohlađenog rashladnog sredstva u ovom području. Očigledno, ukupna vrijednost za sve izračunate sekcije će dati potrebnu količinu rashladne tekućine u cijelom sistemu.

Ne ulazeći u detalje, treba reći da dalji proračuni omogućavaju određivanje promjera cijevi svake sekcije sustava grijanja, gubitak tlaka na njima i hidraulički balansiranje svih cirkulacijskih prstenova u složenim sistemima grijanja vode.

Posljedice računskih grešaka i načini njihovog ispravljanja

Očigledno je da je hidraulički proračun prilično složena i odgovorna faza u razvoju grijanja. Da bi se olakšali takvi proračuni, a ceo matematicki aparat, postoje brojne verzije kompjuterski programi dizajniran da automatizuje proces njegove implementacije.

Uprkos tome, niko nije imun od grešaka. Među najčešćim je izbor snage termalnih uređaja bez prethodnog proračuna. U ovom slučaju, pored veće cijene samih baterija radijatora (ako je snaga veća od potrebne), sistem će biti skup troše povećanu količinu goriva i zahtijevaju značajnije za njihovo održavanje. Jednostavno, u sobama će biti vruće, prozori su stalno otvoreni i morat ćete dodatno platiti za grijanje ulice. U slučaju male snage, pokušaji grijanja će dovesti do rada kotla povećanom snagom a takođe će zahtijevati visoke finansijske troškove. Ispravljanje takve greške je prilično teško, možda će biti potrebno potpuno preraditi cijeli sistem grijanja.

Ako je ugradnja radijatorskih baterija neispravno izvedena, efikasnost je cijela kompleks za grijanje takođe pada. Takve greške uključuju kršenje instalacije baterije. Greške u ovoj grupi mogu prepoloviti prijenos topline najkvalitetnijih termalnih uređaja. Kao iu prvom slučaju, želja za povećanjem temperature u prostoriji dovest će do dodatnih troškova energije. Da biste ispravili greške u instalaciji, često je dovoljno ponovo instalirati i ponovo spojiti baterije radijatora.

Sljedeća grupa grešaka odnosi se na grešku u određivanju potrebne snage izvora topline i grijaćih uređaja. Ako je snaga kotla očito veća od snage uređaja za grijanje, on će raditi neefikasno, trošeći velika količina gorivo. Na licu dvostruko prekoračenje troškova: u trenutku kupovine takvog kotla i tokom rada. Da bi se situacija ispravila, morat će se promijeniti takav bojler, radijatori ili pumpa, pa čak i sve cijevi sistema.

Prilikom izračunavanja potrebne snage kotla može se napraviti greška u određivanju toplinskih gubitaka zgrade. Kao rezultat toga, snaga generatora toplinske energije će biti precijenjena. Rezultat će biti prekomjerna potrošnja goriva. Da biste ispravili grešku, morate zamijeniti kotao.

Pogrešan proračun balansiranja sistema, kršenje zahtjeva za približnu jednakost grana itd., Može dovesti do potrebe za ugradnjom snažnije pumpe koja omogućava isporuku nosača na uređaje za daljinsko grijanje u zagrijanom stanju. Međutim, u ovom slučaju to je moguće pojava "zvučne pratnje" u obliku zujanja, zvižduka itd. Ako se takve greške naprave u sistemu toplog vodenog poda, tada ugradnja moćne pumpe može rezultirati "pjevavim podom".

U slučaju grešaka u određivanju potrebne količine rashladne tečnosti ili prenošenja gravitacionog sistema na prisilna cirkulacija, njegov volumen može biti prevelik i udaljen grijalice neće raditi. Kao i do sada, pokušaji rješavanja problema povećanjem intenziteta grijanja dovest će do prekomjerne potrošnje plina i habanja kotla. Problem se može riješiti korištenjem nove pumpe i hidrauličke strelice, odnosno grijaće mjesto će se i dalje morati prepravljati.

Uostalom, to se može nedvosmisleno reći hidraulički proračun sistemi grijanja garantuju minimiziranje troškova u svim fazama projektovanja, montaže, ugradnje i dugotrajnog rada visokoefikasnog sistema za grijanje vode.

Primjer hidrauličkog proračuna (video)

Podijeli: