Хидравлично изчисление на битова отоплителна система - изчисление на изчисление + преглед на полезни програми

Циркулационна система под налягане

Този тип оборудване е за предпочитане за двуетажна къща. В този случай циркулационната помпа е отговорна за непрекъснатото движение на топлоносителите по линиите. В такива системи е позволено да се използват тръби с по-малък диаметър и не много мощен котел. С други думи, в този случай е възможно да се организира много по-ефективна еднотръбна отоплителна система двуетажна къща. Схемата с помпа има само един сериозен недостатък - зависимостта от електрическите мрежи. Ето защо там, където токът често се прекъсва, си струва да се инсталира оборудване в съответствие с изчисленията, направени за система с естествен поток на охлаждащата течност. Чрез допълване на тази конструкция с циркулационна помпа е възможно да се постигне най-ефективното отопление на къщата.

Газовият котел без електричество е традиционен подов уред, който не се нуждае от допълнителни източници на енергия, за да работи. Подходящо е да се инсталира този тип уред, ако има редовни прекъсвания на електрозахранването. Такъв е случаят например в селските райони или във ваканционните къщи. Производствените компании произвеждат съвременни модели двуконтурни котли.

Много популярни производители произвеждат различни модели Те са доста ефективни и с добро качество.Те са доста ефективни и с добро качество. Напоследък се появиха модели на такива устройства, които се монтират на стената. Конструкцията на отоплителната система трябва да е такава, че охлаждащата течност да циркулира на принципа на конвекцията.

Това означава, че загрятата вода се издига нагоре и излиза през крана в системата. За да се поддържа циркулацията, тръбите трябва да са наклонени и да имат голям диаметър.

И, разбира се, много е важно самият газов котел да се намира в най-ниската точка на отоплителната система.

Към този тип отоплително оборудване може да се свърже отделно помпа, захранвана от електрическата мрежа. След като го свържете в отоплителна система, той ще изпомпва топлоносителя, като по този начин ще подобри работата на котела. Ако помпата е изключена, отоплителната среда ще започне да циркулира гравитачно.

Характеристики на дизайна

Следните изисквания трябва да бъдат изпълнени, за да може гравитачната система да работи ефективно

• Източникът на топлина е всеки енергийно независим топлинен генератор с изходи с диаметър 40-50 mm;
• На изхода на котела или печката с воден кръг се монтира разпръскващ щранг - вертикална тръба, която пренася нагрятата среда;
• Щрангът завършва с разширителен съд от отворен тип, който се монтира на тавана или под тавана на горния етаж (в зависимост от вида на разпределението и конструкцията на частната къща);
• обем на резервоара - 10 % от обема на отоплителната среда;
• Препоръчително е да се избират радиатори с големи вътрешни размери на каналите - чугунени, алуминиеви, биметални;
• Радиаторите се свързват по различни начини за по-добър пренос на топлина - отдолу или по диагонал;
• На свързващите тръби на радиатора се монтират специални вентили за пълен поток с термостатична глава (подаване) и балансиращи вентили (връщане);
• Радиаторите трябва да бъдат оборудвани с ръчни вентилационни отвори - кранове на Маевски;
• Допълването на отоплителната мрежа е организирано в най-ниската точка - в близост до котела;
• Всички хоризонтални участъци на тръбите трябва да се полагат с наклон, минимален - 2 mm на текущ метър, среден - 5 mm/1 m.

На лявата снимка е показан захранващият щранг от подов котел с байпасна помпа, а на дясната - обратната връзка.

Гравитационните отоплителни системи са отворени и работят при атмосферно налягане. Но дали гравитацията ще работи в затворен кръг с мембранен резервоар? Отговорът е да, естествената циркулация ще се запази, но скоростта на топлоносителя ще намалее и ефективността ще спадне.

Отговорът е лесен за обосноваване, просто споменете промяната на физичните свойства на флуидите при свръхналягане. При напор на системата от 1,5 бара температурата на кипене на водата ще се измести до 110°C, като плътността ѝ също ще се увеличи. Циркулацията ще се забави поради малката разлика в масите на горещия и студения поток.

Опростени диаграми на гравитационния поток с отворен и мембранен разширителен съд

Изчисляване на топлинните загуби в къщата

Тази информация ви е необходима, за да определите необходимата мощност на отоплителната система, т.е. котела и топлинната мощност на всеки радиатор поотделно. За тази цел може да използвате нашия онлайн калкулатор за топлинни загуби. Те трябва да бъдат изчислени за всяка стая в къщата, която има външна стена.

Проверка. Изчислените топлинни загуби на всяка стая се разделят на нейната квадратура, за да се получат специфичните топлинни загуби във ватове/кв.м. Те обикновено варират от 50 до 150 W/кв.. м. Ако цифрите ви се различават значително, може би сте допуснали грешка. Най-високи са топлинните загуби на помещенията на последния етаж, следвани от тези на приземния етаж и най-малко от помещенията на средния етаж.

Изчисляване на хидравликата на системата за водно отопление

Топлоносителят циркулира в системата под налягане, което не е постоянна величина. То намалява поради силите на триене на водата в стените на тръбата и съпротивлението на тръбните арматури и фитинги. Собственикът на жилището също допринася, като регулира разпределението на топлината в отделните помещения.

Налягането се повишава, ако температурата на нагряващата среда се повиши, и спада, ако температурата се понижи.

За да се избегне дисбаланс в отоплителната система, е необходимо да се създадат условия, при които всеки радиатор се захранва с колкото топлинна течност се подава към всеки радиаторОсновната цел на хидравличното изчисление е да се съпоставят проектните дебити с действителните или работните дебити в мрежата.

Основната цел на хидравличното изчисление е проектните дебити в мрежата да бъдат приведени в съответствие с действителните или експлоатационните дебити.

На този етап от процеса на проектиране се определят диаметрите на тръбите и тяхната носимоспособност:

• Диаметрите на тръбите и тяхната товароносимост;
• местни загуби на налягане в отделните части на отоплителната система;
• изисквания за хидравлична координация;
• Загуби на налягане в цялата система (общо);
• Оптималният дебит на нагревателната среда.

За да се извърши хидравлично изчисление, трябва да се извърши известна подготовка:

1. Събиране на първоначални данни и тяхното систематизиране.
2. Изберете методология.

Първата стъпка е дизайнерът да проучи топлинните параметри на обекта и да извърши термотехническо изчисление. В резултат на това той разполага с информация за количеството топлина, необходимо за всяка стая. След това се избират отоплителните уреди и източникът на топлина.

Схематично представяне на отоплителната система в частна къща

На етапа на проектиране се взема решение за вида на отоплителната система и нейното балансиране, избират се тръби и фитинги. Накрая се прави аксонометричен план и се изготвят планове на помещенията, които показват:

• капацитет на радиатора;
• дебит на охлаждащата течност;
• Разположение на отоплителното оборудване и др.

Маркират се всички секции на системата, възловите точки, изчислява се дължината на пръстените и се въвежда в чертежа.

Процедура за инсталиране

Сглобете еднотръбната система, както следва:

• Монтирайте котела в сервизното помещение на пода или го окачете на стената. Най-надеждната и ефективна еднотръбна отоплителна система в двуетажна къща може да се инсталира с газови уреди. Схемата на свързване в този случай ще бъде стандартна и ще ви позволи да свършите цялата работа, дори и сами, ако желаете.
• На стените са окачени отоплителни радиатори.
• На следващата стъпка се монтират щранговете за подаване и връщане към първия етаж. Поставете ги в непосредствена близост до котела. Веригата на първия етаж е свързана с щранговете отдолу, а веригата на втория етаж е свързана с щранговете отгоре.
• След това свържете щранговете на радиатора към електрическата мрежа. За всеки радиатор трябва да се монтира спирателен вентил (на байпасната захранваща секция) и вентил на Маевски.
• Разширителен съд се монтира в непосредствена близост до котела на тръбата за "връщане".
• Циркулационната помпа също е свързана към тръбата за връщане в близост до котела на байпас с три крана. Пред него в байпаса се поставя специален филтър.

Последната стъпка е да се извърши тест под налягане на системата, за да се провери за неизправности и течове.

Както можете да видите, една отоплителна система с една тръба за двуетажна къща, чието оформление е възможно най-просто, може да бъде много удобно и практично оборудване.

Въпреки това, ако желаете да използвате такава проста конструкция, на първия етап е важно да направите всички необходими изчисления с максимална точност.

Когато се мисли за отоплителна инсталация, първо се решава какъв вид гориво ще се използва.

Наред с това е важно да се реши до каква степен планираното отопление ще бъде наистина независимо. Например отоплителна система без помпа, която не се нуждае от електричество, за да функционира, е наистина самодостатъчна система. Всичко, което е необходимо за ефективна работа, е източник на топлина и правилно разположени тръбопроводи.

Ефективната работа изисква само източник на топлина и правилно разположени тръбопроводи.

Отоплителният кръг е комбинация от компоненти, които отопляват къщата, като предават топлина на въздуха. Най-разпространеният тип отопление е система, която използва като източник на отопление котли или бойлери, свързани с водоснабдяването. Водата преминава през нагревателя, достига определена температура и след това се насочва към отоплителния кръг.

В системите с вода като отоплителна среда циркулацията може да се организира по два начина:

Котлите се използват като източник на топлина за загряване на вода. Принципът им на работа се основава на преобразуването на определен вид енергия в топлина и предаването ѝ на топлоносителя. В зависимост от вида на източника на отопление котлите могат да бъдат газови, на твърдо гориво, електрически или маслени.

Отоплителната система може да бъде свързана в еднотръбна или двутръбна система. Ако всички уреди в една верига са свързани последователно, т.е. отоплителната среда преминава последователно през всички елементи и се връща в котела, това се нарича еднотръбна система. Съществен недостатък на тази система е неравномерното нагряване. Това се дължи на факта, че всеки елемент губи известно количество топлина, така че температурната разлика в котела може да бъде значителна.

Двутръбна система означава, че радиаторите са свързани паралелно с вертикалната тръба. Недостатъците на това свързване са повишената сложност и консумацията на материали, която е два пъти по-висока в сравнение с еднотръбната система. Но отоплителни кръгове за големи многоетажни сгради могат да се правят само с тази връзка.

Системата с гравитационна циркулация е чувствителна към грешки, допуснати по време на монтажа на отоплението.

Какво означава хидравлично изчисление и защо е необходимо?

Извършването на хидравлично изчисление за отопление означава правилно оразмеряване на определени участъци от мрежата в зависимост от налягането, така че в тези участъци да се постигне определен дебит на топлоносителя.

Това изчисление дава възможност да се определи:

• Загуби на налягане в различни части на мрежата;
• Капацитет на тръбопровода;
• Оптималната скорост на потока на флуида;
• Стойностите, необходими за хидравличното балансиране.

Чрез комбиниране на всички получени данни могат да се изберат отоплителните помпи.

Количеството топлина, което постъпва в радиаторите, трябва да бъде такова, че да има баланс на отоплението в сградата, като се вземат предвид външната температура и температурата, зададена от потребителя за всяка стая поотделно.

Ако отоплението е автономно, могат да се използват следните методи за изчисление:

• Използване на характеристики на съпротивление и проводимост;
• По специфични дебити;
• Чрез сравняване на динамичното налягане;
• Според различните дължини, сведени до една цифра.

Хидравличното изчисление е един от най-важните етапи при проектирането на отоплителни системи с течни среди.

Преди да бъде извършена, е необходимо:

• Определете топлинния баланс на необходимите помещения;
• Изберете вида на отоплителните устройства и ги поставете на чертежите на сградата;
• Вземете решение за конфигурацията на отоплителната система и вида на използваните тръби и фитинги
• Начертайте схема на отоплителната система, като посочите броя, натоварването и дължината на необходимите секции;
• Определете главния циркулационен пръстен, през който преминава нагревателната среда.

Обикновено за сгради с няколко етажа се използва двутръбна отоплителна система, а за сгради с по-високи етажи - еднотръбна система.

Как се извършва хидравличното изчисление

Има някои задачи, които трябва да бъдат изпълнени, за да се направи хидравлично изчисление на отоплителната система:

1. Определете диаметъра на тръбите във всички секции на системата (не забравяйте да вземете предвид скоростта на топлоносителя).
2. Изчислете загубата на налягане.
3. Решете проблема с хидравличната връзка.
4. И, разбира се, дебитът на нагревателната среда.

Какви са безплатните програми за това?

Както може би се досещате, тази програма е предназначена за по-бързо извършване на необходимите изчисления. Първото нещо, което трябва да направите, е да направите всички необходими настройки и да изберете най-подходящите елементи на оборудването. По този начин могат да се създават изцяло нови схеми. Освен това вече изготвената схема може да се коригира според нуждите.

Този софтуер съчетава двете, като позволява създаването на оригинални проекти, както и коригирането на стари такива. Софтуерът предлага широк набор от възможности по отношение на хидравличните изчисления - от дебита на отоплителната среда до избора на тръби с необходимия диаметър. Всички резултати от работата му могат да бъдат импортирани в операционната система под всякаква форма.

Тази програма е достъпна безплатно. Тя ви позволява да изчислите всичко необходимо за вашите системи, независимо от броя на тръбите. Съществената разлика между Hertz и неговите аналози е, че ще можете да създавате различни проекти, както в нови сгради, така и в реновирани постройки, в които топлоносителят е именно гликолова смес. Програмата е сертифицирана от CSPC Ltd.

Въвеждането на данни е много удобно, тъй като се извършва графично. Резултатите от изчисленията се визуализират под формата на диаграми.

Можете да го използвате за изчисляване на отоплението на повърхността или на радиатора. Тя се състои от специален набор от четири подобни програми. Нека разгледаме функциите на програмата:

1. Избор на тръбопроводи според диаметъра.
2. Избор на подходящи радиатори.
3. Тя определя височината, на която трябва да се поставят помпите.
4. Различни видове изчисления на отоплителната повърхност.
5. Определете най-подходящата температура.

За разлика от предишните варианти можете да изтеглите само безплатна пробна версия на софтуера, която, разбира се, има някои ограничения. На първо място, в по-голямата част от опциите ще можете не само да импортирате изображение в операционната си система, но дори и да го отпечатате. Освен това всяка отделна кандидатура има ограничение от три завършени проекта за една кандидатура. В същото време можете да го променяте безкрайно много пъти, това не е забранено. И накрая, завършените проекти се записват в специален формат, който не може да бъде прочетен от друга версия.

В обобщение, хидравличното изчисление на отоплителната система е неразделна част от съвременната система за регулиране. За да изберете регулиращ вентил, без да имате представа за това какво се предлага в момента на пазара, ще трябва да направите изчисление за цялата площ на сградата, като за предпочитане е да използвате възможно най-богата библиотека. Работата на цялата система зависи от това доколко са верни данните, с които разполагате.

Двутръбен кръг в жилищен блок

За да постигнете правилна отоплителна инсталация в апартамент във висока сграда, трябва да планирате системата от самото начало. Един от ключовите моменти в процеса на планиране е да се изчисли диаметърът на отоплителната тръба.

Техническата част се нарича хидравлично изчисление. Следните фактори влияят върху избора на диаметър на тръбите за отопление

• дължината на системата;
• температурата на захранващия носител;;
• температурата на охлаждащата течност в обратната тръба;
• материали и принадлежности;
• площта на помещението;
• степен на умора в стаята.

С други думи, преди да се изчисли диаметърът на тръбата за отопление, трябва да се определят хидравличните стойности на системата. Само приблизителни изчисления могат да бъдат направени самостоятелно, което може да се използва и на практика.

Диаметърът на тръбите за двутръбна отоплителна система определя пряко колко бързо топлината от котела ще достигне до крайната точка на веригата. Колкото по-малък е номиналният диаметър, толкова по-висока е скоростта на топлоносителя.

Това е така, защото водата ще има достатъчно време да отдели по-голямо количество топлина.

Най-лесният начин за изчисляване на диаметъра на отоплителната тръба е да се придържате към същия номинален отвор като този на връзката към апартамента ви от централния щранг.

Това ще ви спести време и стрес, тъй като конструкторът не е инсталирал случайно верига с това сечение. Всички изчисления, включително хидравличните, бяха извършени преди началото на строителството.

Ако искате да изчислите всичко с помощта на формула, тогава използвайте информацията от следния блок.

Оптималният диаметър на тръбата за отопление в апартамент и самостоятелна къща с площ до 100 кв. м е 25 мм. Това се отнася за продукти, изработени от полипропилен.

Информация за изчисляване на диаметъра на тръбите за отопление

За оразмеряване на диаметъра ще са ви необходими следните данни: общите топлинни загуби на имота, дължината на тръбите, изчислението на капацитета на радиатора за всяка стая и метода на разпределение. Разпределението може да бъде еднотръбно, двутръбно, с принудителна вентилация или естествена вентилация.

За съжаление не е възможно да се изчисли точното сечение на тръбите. Така или иначе, трябва да избирате между няколко възможности. Това е въпрос, който си струва да бъде обяснен: трябва да се достави определено количество топлина към радиаторите, като същевременно се гарантира, че радиаторите се нагряват равномерно. При системите за принудителна вентилация това се осъществява с помощта на тръби, помпа и самия топлоносител. Всичко, което се изисква, е да се пусне правилното количество топлоносител за определен период от време.

Оказва се, че може да се изберат тръби с по-малък диаметър и топлоносителят да се пренася с по-голям дебит. Възможно е също така да се изберат тръби с по-голямо напречно сечение, но с по-малък дебит. Първият вариант е за предпочитане.

Преглед на програмите за хидравлични изчисления

Пример за програма за изчисляване на отоплението

По същество всяко хидравлично изчисление на отоплителни системи с гореща вода е сложна инженерна задача. За тази задача са разработени няколко софтуерни пакета, които я улесняват.

Може да се направи опит за изчисляване на хидравличното изчисление на отоплителна система в Excel с помощта на наличните формули. Но при това могат да възникнат следните проблеми:

• Големи неточности. В повечето случаи като пример за хидравлично изчисление на отоплителна система се взема еднотръбен или двутръбен кръг. Намирането на подобни изчисления за колекторна система е проблематично;
• За да се отчете правилно хидравличното съпротивление на тръбната система, са необходими референтни данни, които не са налични във формуляра. Те трябва да бъдат потърсени и въведени допълнително.

Като се имат предвид тези фактори, експертите препоръчват използването на изчислителни програми. Повечето от тях са платени, но някои имат ограничени демо версии.

Oventrop CO

Програма за хидравлични изчисления

Най-лесният и опростен софтуер за изчисляване на хидравличното съдържание на дадена топлоснабдителна система. Интуитивният интерфейс и гъвкавите настройки помагат за преодоляване на нюансите при въвеждане на данни. По време на първоначалната настройка могат да възникнат незначителни проблеми. Необходимо е да се въведат всички параметри на системата - от материала на тръбата до разположението на нагревателните елементи.

HERZ C.O.

Софтуерът се характеризира с гъвкавост на настройките, възможност за опростено хидравлично изчисление на отоплението, както за нова отоплителна система, така и за модернизация на старата. Той се различава от своите аналози по удобния за потребителя графичен интерфейс.

Instal-Therm HCR.

Софтуерният пакет е предназначен за професионална хидравлична устойчивост на система за топлоснабдяване. Безплатната версия има много ограничения. Област на приложение - проектиране на отопление в големи обществени и промишлени сгради.

Пример за хидравлично изчисление отоплителна система:

Определяне на съпротивлението

Често инженерите се сблъскват с изчисления на отоплителни системи в големи обекти. Такива системи изискват голям брой радиатори и стотици метри тръби. Хидравличното съпротивление на отоплителната система може да бъде изчислено с помощта на уравнения или специални автоматизирани програми.

За определяне на относителните топлинни загуби в мрежата се използва следното приблизително уравнение: R = 510 4 v 1,9 / d 1,32 (Pa/m). Прилагането на това уравнение е оправдано за скорости, които не надвишават 1,25 m/s.

Ако консумацията на гореща вода е известна, се използва приблизително уравнение за намиране на напречното сечение вътре в тръбата: d = 0,75 √G (mm). След получаване на резултата е необходимо да се направи справка в специална таблица, за да се получи номиналното сечение.

Принцип на работа на отворена отоплителна система с циркулационна помпа

Изчисляване на топлинния флуид

Изчисляването на топлоносителя се свежда до определяне на следното

• скоростта на водните маси през тръбопровода с дадените параметри;
• средната им температура;
• Дебитът на средата е свързан с изискванията към работата на отоплителното оборудване.

Известните формули за изчисляване на параметрите на топлоносителя (включително хидравликата) са доста сложни и неудобни за използване на практика. В онлайн калкулаторите се използва опростен подход, който дава резултат с приемливо отклонение за този метод.

Независимо от това, преди да започнете монтажа, е важно да се уверите, че е налична помпа с поне изчислените стойности. Само тогава можете да сте сигурни, че изискванията за този критерий са изпълнени и че системата е в състояние да отоплява помещението до комфортни температури.