Хидравлично изчисление на отоплителна система като пример

Основни уравнения за хидравлично изчисление на газопровод

За да се изчисли потокът на газ в тръбите, се определят диаметърът на тръбата, дебитът и загубата на напор. Тя се изчислява в зависимост от характера на движението. При ламинарните - изчисленията се правят строго математически по формулата:

P1 - P2 = ∆P = (32*μ*ω*L)/D2 kg/m2 (20), където:

• ∆P - kgm2, загуба на напор поради триене;
• ω - m/sec, скорост на горивото;
• D - m, диаметър на тръбопровода;
• L - m, дължина на тръбопровода;
• μ - kg/sec/m2, вискозитет на течността.

При турбулентното движение не е възможно да се приложат точни математически изчисления поради хаотичния характер на движението. Затова се прилагат експериментално определени коефициенти.

Те се изчисляват по формулата:

P1 - P2 = (λ*ω2*L*ρ)/2g*D (21), където:

• P1 и P2 са наляганията в началото и края на тръбопровода, kg/m2;
• λ е безразмерният коефициент на съпротивление;
• ω - m/s, средна скорост на газа в напречното сечение на тръбата;
• ρ - kg/m3, плътност на горивото;
• D - m, диаметър на тръбата;
• g - m/sec2, гравитационно ускорение.

Видео: Основи на хидравличното проектиране на газопроводи.

Съставяне на въпроси

• Mikhail, Lipetsk - Какви дискове трябва да използвам за рязане на метал?
• Иван, Москва - Какъв е ГОСТ за изделия от ламарина?
• Максим, Твер - Кои са най-добрите стелажи за складиране на валцувани метални изделия?
• Владимир, Новосибирск - Какво означава ултразвукова обработка на метал без абразиви?
• Валерий, Москва - Как да изкова нож от лагер със собствените си ръце?
• Станислав, Воронеж - Какво оборудване се използва за производството на поцинковани стоманени тръби?

Как се работи в EXCEL

Използването на електронни таблици в Excel е много удобно, тъй като резултатите от хидравличните изчисления винаги се обобщават в табличен вид. Достатъчно е да се определи последователността на стъпките и да се подготвят формулите.

Въвеждане на необработени данни

Избира се клетка и се въвежда стойност. Цялата останала информация е просто отбелязана.

Клетка	Стойност	Стойност, символ, единица
D4	45,000	Дебит на водата G в т/час
D5	95,0	Температура на входа tx в °C
D6	70,0	Температура на изхода tx в °C
D7	100,0	Вътрешен диаметър d, mm
D8	100,000	Дължина, L в m
D9	1,000	Еквивалентна грапавост на тръбата ∆ в mm
D10	1,89	Сума на местните съпротивления - Σ(ξ)

• Стойността в D9 е взета от книгата за валидиране;
• Стойността в D10 описва съпротивленията при заварките.

Формули и алгоритми

Изберете клетки и въведете алгоритъма и формулите за теоретична хидравлика.

Клетка	Алгоритъм	Формула	Резултат	Стойност на резултата
D12	!ERROR! D5 не съдържа число или израз	tcf=(tvh+tvy)/2	82,5	Средна температура на водата tcp в °C
D13	!ERROR! D12 не съдържа число или израз	n=0,0178/(1+0,0337*tср+0,000221*tср2)	0,003368	Коефициент на кинематичен вискозитет на водата - n, cm2/s при tcr
D14	!ERROR! D12 не съдържа число или израз	ρ=(-0,003*tср2-0,1511*tср+1003, 1)/1000	0,970	Средна плътност на водата ρ,t/m3 при tcp
D15	!ERROR! D4 не съдържа число или израз	G'=G*1000/(ρ*60)	773,024	Дебит на водата G', l/min.
D16	!ERROR! D4 не съдържа число или израз	v=4*G:(ρ*π*(d:1000)2*3600)	1,640	Скорост на водата v, m/s
D17	!ERROR! D16 не съдържа число или израз	Re=v*d*10/n	487001,4	Число на Рейнолдс Re
D18	!ERROR! Клетка D17 не съществува	λ=64/Re при Re≤2320 λ=0,0000147*Re при 2320≤Re≤4000 λ=0,11*(68/Re+∆/d)0,25 при Re≥4000	0,035	Коефициентът на хидравлично триене λ
D19	!ERROR! Клетка D18 не съществува	R=λ*v2*ρ*100/(2*9,81*d)	0,004645	Специфична загуба на триене R, kg/(cm2*m)
D20	ГРЕШКА! Клетка D19 не съществува	dPtr=R*L	0,464485	Загуби на налягане при триене dPtr, kg/cm2
D21	ГРЕШКА! Клетка D20 не съществува	dPtr=dPtr*9,81*10000	45565,9	и Pa, съответно D20
D22	ГРЕШКА! D10 не съдържа число или израз	dPмс=Σ(ξ)*v2*ρ/(2*9,81*10)	0,025150	Падане на налягането в местните съпротивления dPms в kg/cm2
D23	!ERROR! Клетка D22 не съществува	dPtr=dPms*9,81*10000	2467,2	и съответно Pa D22
D24	!ERROR! Клетка D20 не съществува	dP=dPtr+dPms	0,489634	Изчислен пад на налягането dP, kg/cm2
D25	!ERROR! Клетка D24 не съществува.	dP=dP*9,81*10000	48033,1	и Pa съответно D24
D26	!ERROR! Клетка D25 не съществува	S=dP/G2	23,720	Характеристика на съпротивлението S, Pa/(t/h)2

• стойността D15 се преобразува в литри, за да се чете по-лесно;
• клетка D16 - добавяме форматиране по условие: "Ако v не попада в диапазона 0,25...1,5 m/s, фонът на клетката е червен/шрифтът е бял".

За тръби с разлика във височината на входа и изхода статичното налягане се добавя към резултатите: 1 kg/cm2 на 10 m.

Дизайн на резултатите

Цветовата схема на автора има функционална цел:

• Светло тюркоазените клетки съдържат необработени данни - те могат да бъдат променяни.
• Бледозелени клетки - входни константи или данни, които подлежат на малка промяна.
• Жълти клетки - спомагателни преизчисления.
• Светложълти клетки - резултати от изчисления.
• Шрифтове:
  • синьо - необработени данни;
  • черно - междинни/средни резултати;
  • червено - основни и крайни резултати от хидравличното изчисление.

Резултати в електронна таблица на Excel

Пример от Александър Воробьов

Пример за просто хидравлично изчисление в Excel за хоризонтален участък от тръбопровод.

Входни данни:

• дължина на тръбата100 метра;
• ø108 mm;
• дебелина на стената 4 mm.

Таблица с резултатите от изчисленията на местната устойчивост

Като правите поетапни изчисления в Excel, можете да разберете по-добре теорията и да спестите част от работата по проектирането. С правилния подход вашата отоплителна система ще бъде оптимална по отношение на разходите и топлинната мощност.

Изчисляване на диаметъра на тръбите в отоплителна система

Това изчисление се основава на редица параметри. Първо, трябва да изчислите топлинна мощност на отоплителната системаНа първо място трябва да се определи топлинната мощност на отоплителната система, след което да се изчисли скоростта, с която топлоносителят - гореща вода или друг топлоносител - ще преминава през тръбите. Това ще ви помогне да изчислите възможно най-точно и да избегнете неточности.

Изчисляване на капацитета на отоплителната система

За изчислението се използва формулата. За да изчислите мощността на отоплителната система, умножете обема на отопляемото помещение по коефициента на топлинни загуби и разликата между зимната температура вътре и вън от помещението, след което разделете изчислената стойност на 860.

Ако сградата има стандартни параметриможе да се изчисли като осреднена стойност.

За да се определи резултантната температура, средната външна температура през зимата и вътрешната температура трябва да са поне равни на санитарните изисквания.

Скорост на топлинния флуид в системата

Предписаната скорост на топлоносителя в отоплителната система е превишава стойността от 0,2 m в секунда. Това се дължи на факта, че при по-ниска скорост от флуида се отделя въздух, което води до въздушни блокажи, които могат да нарушат работата на цялата отоплителна система.

Горното ниво на скоростта не трябва да надвишава 1,5 метра в секунда, тъй като това може да предизвика шум в системата.

Като цяло е препоръчително да се поддържа бариера със средна скорост, за да се увеличи циркулацията и по този начин да се повиши производителността на системата. За целта най-често се използват специални помпи.

Изчисляване на диаметъра на тръбите в отоплителна система

Подмяна на цялата тръбопроводна система.

Изчисляването на диаметрите на тръбите се извършва с помощта на специална формула.Той включва:

• желания диаметър
• топлинна мощност на системата
• скорост на флуида
• температурна разлика между температурата на подаване и температурата на връщане в отоплителната система.

Тази температурна разлика трябва да се избере въз основа на нормите за вход(поне 95 градуса) и на обратната страна (обикновено 65-70 градуса). Въз основа на това обикновено се приема, че температурната разлика е 20 градуса.

Подготовка за извършване на изчислението

Доброто и подробно изчисление трябва да бъде предшествано от редица подготвителни стъпки при изпълнението на графиците за изчисление. Тази част може да се нарече събиране на информация за изчислението. Хидравличното изчисление, което е най-трудната част от проектирането на водонагревателната система, позволява да се направи точна прогноза за цялата ѝ работа. Данните, които трябва да се подготвят, трябва да включват изчисление на необходимите топлинни баланси на помещенията, които ще се отопляват от проектираната отоплителна система.

В проекта изчислението се извършва, като се взема предвид видът на избраните отоплителни устройства с определени топлообменни повърхности и местоположението им в отопляваните помещения, които могат да бъдат батерии с радиаторна секция или други видове топлообменници. Разположението им е посочено в плановете на къщата или апартамента.

Точки за закрепване на отоплителни устройства,

След като необходимата конфигурация на системата бъде определена на плана, тя трябва да се начертае в аксонометрична проекция на всички етажи. В такава схема всеки нагревател получава номер и е посочена максималната топлинна мощност. Важен елемент, който също е посочен за топлинен уред в диаграмата, е изчислената дължина на тръбната секция за свързването му.

Маркировка и процедура

В плановете трябва да се посочи предварително определен цикъл на циркулация, наречен основен цикъл. Това е контур, който включва всички участъци от системата с най-високи дебити. При двутръбните системи тези участъци се движат от котела (източника на топлина) до най-отдалечения отоплителен уред и обратно до котела. При еднотръбните системи се вземат секциите на щранга и на обратната тръба.

Единицата за изчисление е участък от тръба с постоянен диаметър и ток (дебит) на топлоносителя. Стойността му се определя въз основа на топлинния баланс на помещението. Приет е определен ред за обозначаване на тези секции, като се започне от котела (източник на топлина, генератор на топлина), те се номерират. Ако има разклонения от линията на доставка, те се отбелязват с главни букви по азбучен ред. Същата буква с прекъсната линия се използва за отбелязване на точката на събиране на всеки клон на обратната магистрала.

В началото на отоплителния клон е посочен номерът на етажния (хоризонтални системи) или на вертикалния клон (вертикални системи). Същият номер, но със замах, се поставя в точката на свързване с линията за събиране на обратния поток. Когато са сдвоени, тези символи образуват номера на всеки клон на раздела за фактуриране. Номерацията е по посока на часовниковата стрелка от горния ляв ъгъл на плана. Дължината на всеки клон също се определя според плана, като допустимата грешка е не повече от 0,1 m.

Без да навлизаме в подробности, трябва да кажем, че допълнителните изчисления дават възможност да се определят диаметрите на тръбите на всяка секция от отоплителната система, загубите на налягане по тях и да се направи хидравлична връзка на всички циркулационни пръстени в сложни водни отоплителни системи.

Определяне на диаметъра на тръбите

За окончателното определяне на диаметъра и дебелината на отоплителните тръби остава да се обсъди въпросът за топлинните загуби.

Максималното количество топлина се отделя от помещението през стените - до 40%, през прозорците - 15%, през пода - 10%, а останалото през тавана/покрива. За апартамент загубите на топлина са главно през прозорците и балконските модули

В отопляемите помещения има няколко вида топлинни загуби:

1. Загуби на налягане на потока в тръбата. Това е пряко пропорционално на произведението от специфичните загуби от триене вътре в тръбата (предоставени от производителя) и общата дължина на тръбата. Но като се има предвид настоящата задача, тези загуби могат да бъдат пренебрегнати.
2. Загубите на напор при локалните съпротивления на тръбите са топлинните разходи при фитингите и вътре в оборудването. Но като се имат предвид условията на задачата, малкият брой фитинги-гъвки и броят на радиаторите, тези загуби могат да бъдат пренебрегнати.
3. Топлинни загуби в зависимост от местоположението на апартамента. Съществува и друг вид топлинни загуби, но те са по-скоро свързани с разположението на помещението спрямо останалата част от сградата. За средностатистически апартамент в средата на сградата и в съседство с други апартаменти отляво/отдясно/отгоре/отдолу топлинните загуби през страничните стени, тавана и пода са практически "0".

Могат да се вземат предвид само загубите през предната част на апартамента - балкона и централния прозорец на общото помещение. Но този проблем се решава чрез добавяне на 2-3 секции към всеки от радиаторите.

Стойността на диаметъра на тръбата се избира в зависимост от дебита на топлоносителя и скоростта на циркулацията му в отоплителната система.

Анализирайки горната информация, трябва да се отбележи, че за изчислената скорост на горещата вода в отоплителната система е известно, че табличната скорост на движение на водните частици спрямо стената на тръбата в хоризонтално положение е 0,3-0,7 m/s.

За да помогнем на проектанта, представяме така наречения контролен списък за извършване на изчисления за типично хидравлично изчисление на отоплителна система:

• събиране на данни и изчисляване на мощността на котела;
• обем и скорост на топлоносителя;
• топлинни загуби и диаметър на тръбата.

Понякога в резултат на изчислението се получава диаметър на тръбата, който е достатъчно голям, за да покрие изчисления обем на флуида. Този проблем може да бъде решен чрез увеличаване на литровия обем на котела или чрез добавяне на допълнителен разширителен съд.

На нашия сайт има блок от статии, посветени на изчисляването на отоплителната система, с които ви съветваме да се запознаете:

1. Топлинно изчисление на отоплителната система: как правилно да се изчисли натоварването на системата
2. Изчисляване на отоплението на водата: формули, правила, примери
3. Топлинно изчисление на сграда: особености и формули за изчисления + практически примери

Изходна мощност на топлинния генератор

Един от основните елементи на отоплителната система е котелът: електрически, газов, комбиниран - на този етап няма значение. От значение е мощността - количеството енергия за единица време, което може да се използва за отопление.

Мощността на самия котел се определя по формулата, дадена по-долу:

W Бойлер = (Sroom*Wetting) / 10,

където:

• Sroom е сборът от площите на всички помещения, които се нуждаят от отопление;
• Wdel - специфична мощност, като се вземат предвид климатичните условия на местоположението (за това е необходимо да знаете климата на региона).

За различните климатични зони са характерни следните данни:

• Северни райони - 1,5 - 2 kW/m2;
• централна зона - 1 - 1,5 kW/m2;
• южни райони - 0,6 - 1 kW/m2.

Тези цифри са по-скоро условни, но въпреки това дават ясен цифров отговор за влиянието на околната среда върху плоската отоплителна система.

Тази карта показва климатичните зони с различни температурни режими. Разположението на жилището спрямо зоната определя колко kWh енергия (+) на квадратен метър трябва да се изразходват за отопление.

Сумата на жилищната площ, която трябва да се отоплява, е равна на общата жилищна площ на апартамента и е равна на - 65,54-1,80-6,03=57,71 m2 (без балкона). Специфичната мощност на котела за централния регион със студена зима е 1,4 kW/m2. Така в този пример проектната топлинна мощност на котела се равнява на 8,08 kW.

Изчисляване на топлинната мощност на отоплителната система

Топлинната мощност на отоплителната система е количеството топлина, което трябва да се генерира в къщата, за да се живее комфортно през студения сезон.

Изчисляване на отоплителния капацитет на къща

Съществува зависимост между общата отоплителна площ и мощността на котела. В този случай мощността на котела трябва да е по-голяма или равна на мощността на всички отоплителни уреди (радиатори). Стандартното топлотехническо изчисление за жилища е следното: 100 вата мощност за 1 m² отопляема повърхност плюс 15-20 % резерв.

Броят и мощността на радиаторите трябва да се изчислят за всяко помещение поотделно. Всеки радиатор има специфична топлинна мощност. В случай на секционни радиатори общата топлинна мощност е сумата от топлинните мощности на всички използвани секции.

При прости отоплителни системи горните методи за изчисление са достатъчни. Изключение правят сгради с нестандартна архитектура, големи остъклени площи, високи тавани и други източници на допълнителни топлинни загуби. В този случай е необходим по-подробен анализ и изчисление с мултипликатори.

Топлинно изчисление по отношение на топлинните загуби на къщата

Топлинните загуби на една къща трябва да се изчислят за всяка стая поотделно, като се вземат предвид прозорците, вратите и външните стени.

За тези топлинни загуби се използват по-подробно следните данни:

• Дебелина и материал на стените, покрития.
• Конструкция и материал на покривното покритие.
• Вид и материал на основата.
• Вид на остъкляването.
• Вид на подовата замазка.

Следната формула може да се използва за определяне на минималната необходима отоплителна мощност, като се вземат предвид топлинните загуби:

Qt(kW×h) = V × ΔT × K ⁄ 860, където:

Qt е топлинният товар на помещението.

V - обем на отопляваното помещение (ширина × дължина × височина), m³.

ΔT е разликата между температурата на външния въздух и желаната температура в помещението, °C.

K - коефициент на топлинните загуби на сградата.

860 - преобразуване на коефициента в kWh.

Коефициентът на топлинните загуби на сградата К зависи от вида на конструкцията и изолацията на помещението:

K	Вид на конструкцията
3 — 4	Къща без топлоизолация - опростена конструкция или конструкция от гофрирана ламарина.
2 — 2,9	Къща с ниска топлоизолация - опростена конструкция на сградата, единична тухлена зидария, опростена конструкция на прозорците и покрива.
1 — 1,9	Средна топлоизолация - стандартна конструкция, двойна тухлена зидария, малък брой прозорци, стандартно покривно покритие.
0,6 — 0,9	Висока топлоизолация - подобрено строителство, тухлени стени с топлоизолация, малък брой прозорци, изолиран под, покрив с висококачествена топлоизолация.

Разликата между външната температура и желаната вътрешна температура ΔT се определя от преобладаващите метеорологични условия и необходимото ниво на комфорт в къщата. Например, ако външната температура е -20 °C, а температурата в помещението е планирана да бъде +20 °C, тогава ΔT = 40 °C.

Как се изчислява мощността на газов котел за централно отопление според размера на къщата?

За целта е необходимо да използвате формула:

Mk е търсената топлинна мощност в киловат. Съответно S е площта на дома ви в квадратни метри, а K е специфичната мощност на котела - "дозата" енергия, която се използва за отопляването на 10 m2.

Изчисляване на мощността на котела

Как се изчислява площта на етажа? На първо място, можете да използвате плана на вашия дом. Можете да намерите тази информация в документите на дома. Не искате да търсите в документите? След това трябва да умножите дължината и ширината на всяко помещение (включително кухня, отопляем гараж, баня, тоалетна, коридори и т.н.), като съберете всички получени стойности.

Откъде да получите стойността на специфичната мощност на котела? В справочниците, разбира се.

Ако не искате да се ровите в справочниците, вземете предвид следните стойности на този коефициент:

• Ако във вашия регион не се наблюдават зимни температури под -15 градуса по Целзий, вашият специфичен коефициент на мощност ще бъде 0,9-1 kW/m2.
• Ако през зимата има студове до -25 °C, вашият коефициент на мощност е 1,2-1,5 kW/m2.
• Ако през зимата температурите паднат до -35 °C и по-ниски, при изчисляване на отоплителната мощност трябва да се приложи коефициент от 1,5-2,0 kW/m2.

В резултат на това мощността на котел, който отоплява къща от 200 "квадрата" в Московска или Ленинградска област, ще бъде 30 kW (200 x 1,5/10).

Как да се изчисли мощността на отоплителен котел по обем на къща?

В този случай ще трябва да разчитаме на топлинните загуби на сградата, изчислени по формулата:

Q в този случай са изчислените топлинни загуби. V от своя страна е обемът, а ∆T е температурната разлика между вътрешната и външната страна на сградата. k се отнася до коефициента на топлоотдаване, който зависи от инерцията на строителните материали, крилото на вратата и крилата на прозореца.

Изчисляване на обема на къщата

Как се определя обемът? Разбира се, като начертаете плана на етажа. Или просто като умножите площта по височината на таваните. Температурната разлика е разликата между обичайната стайна температура от 22-24 °C и средното показание на термометъра през зимата.

Коефициентът на топлоотдаване зависи от топлинното съпротивление на сградата.

Следователно в зависимост от използваните строителни материали и технологии този коефициент придобива следните стойности:

• 3,0 до 4,0 за складове без рамки или складови сгради с рамки без изолация на стените и покрива.
• 2,0 до 2,9 за технически сгради от бетон и тухли, допълнени с минимална изолация.
• От 1,0 до 1,9 - за стари къщи, построени преди ерата на енергоспестяващите технологии.
• 0,5 до 0,9 за модерни къщи, построени по съвременни енергоспестяващи стандарти.

В резултат на това мощността на отоплителен котел в модерна, енергоспестяваща сграда с площ от 200 квадратни метра и таван с височина 3 метра, разположена в климатична зона с 25-градусов студ, достига 29,5 kW (200x3x(22+25)x0,9/860).

Как се изчислява мощността на котел с кръг за топла вода?

Защо ви е необходим резерв на мощността от 25 %? На първо място, за да се компенсира разходът на енергия, причинен от изтичането на топлина към водогрейния контур по време на работа на двата кръга. Казано по-просто: за да не измръзнете до смърт, след като си вземете душ.

Котел на твърдо гориво Ogonyok KOTV - 18V с воден отоплителен кръг

В резултат на това двуконтурният котел, обслужващ системите за отопление и топла вода в къща с площ 200 кв.м., разположена северно от Москва и южно от Санкт Петербург, трябва да генерира най-малко 37,5 kW топлинна мощност (30 x 125%).

По-добре ли е да броите по площ или по обем?

В този случай можем да дадем само следния съвет:

• Ако имате стандартно оформление с височина на тавана до 3 метра, изчислете по площ.
• Ако височината на тавана надвишава 3 метра или ако сградата е по-голяма от 200 квадратни метра, пребройте по обем.

Колко струва един "допълнителен" киловат?

При ефективност от 90 %, за да се произведе 1 kW топлина от обикновен котел, е необходимо да се използват най-малко 0,09 кубични метра природен газ с калоричност 35000 kJ/m3. Или около 0,075 кубични метра гориво с максимална калоричност 43000 kJ/m3.

В резултат на това през отоплителния период грешка в изчисленията за 1 kW ще струва на собственика 688-905 рубли. Затова бъдете внимателни в изчисленията си, купувайте котли с регулируема мощност и не се стремете да "раздувате" капацитета на отоплителния уред.

Препоръчваме ви също да разгледате:

• Газови котли на LPG
• Котли на твърдо гориво със стоящо горене
• Парно отопление в частен дом
• Комин за отоплителен котел на твърдо гориво

По отношение на предварителната работа.

Поради факта, че хидравличните изчисления отнемат много време и труд, трябва да направим някои предварителни изчисления:

1. Определете баланса на стаите и помещенията, които ще се отопляват.
2. Вземете решение за вида на отоплителното оборудване и топлообменника. Разположете ги в съответствие с общия план на сградата.
3. Преди изчислението трябва да се изберат тръбите и да се определи цялостната конфигурация на отоплителната система.
4. Направете чертеж на системата, за предпочитане аксонометрична диаграма. В него посочете дължините на секциите, номерата и размера на товара.
5. Предварително трябва да се монтира и циркулационен пръстен.

Важно: Ако изчислението се отнася за дървена къща, няма да има разлика между нея и тухлена, бетонна и т.н. къща.

няма да го направи.

Топлинен поток

Топлинният поток се изчислява по следната формула:

,
където Q е общата мощност на отоплителната система, kW; се взема от изчислението на топлинните загуби на сградата

Cp - е специфичният топлинен капацитет на водата, kJ/(kg*grad.C); за опростени изчисления приемаме 4,19 kJ/(kg*grad.C)

ΔPt - температурна разлика на входа и изхода; обикновено вземаме храна за котела и се връщаме

Калкулатор на разхода на топлоносител (само за вода)
Q = kW; Δt = oC; m = l/s
Дебитът може да бъде изчислен по същия начин за всеки участък от тръбата. Участъците се избират така, че скоростта на водата в тръбата да е еднаква. По този начин разделянето на части се извършва преди Т-образния елемент или преди редукцията. Топлоотделящите устройства, към които преминава топлоносителят през всяка тръбна секция, трябва да се сумират по отношение на капацитета. След това заместете стойността във формулата по-горе. Тези изчисления трябва да се направят за тръбите пред всеки радиатор.

Хидравлично изчисление на отоплителна система - пример за изчисление

За пример може да се вземе двутръбна гравитачна отоплителна система.

Входните данни за изчислението:

• Номинален топлинен товар на системата - Qd. = 133 kW;
• параметри на системата - tg = 750C, to = 600C;
• дебит на охлаждащата течност (проектен дебит) - Vco = 7,6 m3/h;
• Отоплителната система е свързана с котлите чрез хоризонтален хидравличен сепаратор;
• Автоматиката на всеки от котлите поддържа през цялата година постоянна изходна температура на топлоносителя - tg = 800C
• На входа на всеки разпределител е монтиран автоматичен регулатор на диференциалното налягане;
• Отоплителната система от разпределителите е монтирана с металопластични тръби, а топлоснабдяването на разпределителите се осъществява посредством стоманени тръби (водопроводни и газопроводни).

Диаметрите на тръбните секции се избират по номограма за дадена скорост на флуида от 0,4-0,5 m/s.

В тръбна секция 1 е монтиран вентил DN 65. Съпротивлението му според информацията на производителя е 800 Pa.

В участък 1а е монтиран филтър с диаметър 65 mm и капацитет на потока 55 m3 /h. Съпротивлението на този елемент ще бъде:

0,1 x (G/kv) x 2 = 0,1 x (7581/55) x 2 = 1900 Pa.

Съпротивлението на трипътния вентил du = 40 mm и kv = 25 m3 /h е 9200 Pa.

Останалите части на разпределителната отоплителна система се изчисляват по подобен начин. При изчисляване на отоплителната система от разпределителя се избира главният циркулационен пръстен през най-натовареното отоплително устройство. Хидравличното изчисление се извършва по първата посока.

Топлинен поток

Поток на охлаждащата течност

Нека вземем например една проста отоплителна верига, която включва отоплителен котел и радиатори с консумация на топлина от един киловат, за да покажем как се прави хидравличното изчисление на отоплението. В системата има 10 такива радиатора.

Важно е да разделите цялата система на секции и да имате предвид едно правило - диаметърът на тръбите във всяка секция не трябва да се променя. Така че първата секция е тръбопроводът от котела до първия радиатор. Вторият участък е тръбопроводът между първия и втория радиатор.

И така нататък.

Вторият участък е тръбопроводът между първия и втория радиатор. И така нататък.

Така че първият участък е тръбопроводът от котела до първия нагревател. Втората секция е тръбопроводът между първия и втория радиатор. И така нататък.

Как се осъществява топлообменът и как се понижава температурата на топлоносителя? При достигане на първия радиатор топлоносителят отдава част от своята топлина, която се намалява с 1 киловат. В първия раздел се прави хидравличното изчисление под 10 киловата. Но във втория раздел тя вече е 9. И така нататък с намаляване.

Съществува формула, която може да се използва за изчисляване на дебита на нагревателната среда:

G = (3,6 x Quch) / (s x (tr-to))

Quch е проектният топлинен товар на секцията. В нашия пример това са 10 kW за първата секция и 9 kW за втората.

c е специфичният топлинен капацитет на водата, който е постоянен и е равен на 4,2 kJ/kg x C;

tr - температура на топлоносителя на входа на обекта;

до - температура на охлаждащата течност на изхода на обекта.

...и през целия експлоатационен период на системата.

Искаме хидравличната система да работи както трябва през целия си жизнен цикъл. С TA SCOPE и TA Select можете лесно да проверите дали системата работи правилно.

В TA SCOPE се въвеждат дебитът, диференциалното налягане, 2 температури, диференциалната температура и мощността. Тези измерени данни се зареждат в TA Select за анализ.

След първоначално събиране на даннии да се определят топлинните загуби на къщата и капацитетът на радиаторите, следващата стъпка е да се изчисли хидравличното изчисление на отоплителната система. Правилно извършената профилактика гарантира, че отоплителната система ще работи правилно, тихо, стабилно и надеждно. Освен това това е начин да се избегнат ненужни инвестиции и разходи за енергия.

Изчисляване на водния обем и капацитета на разширителния съд

За да се изчисли ефективността на разширителния съд, която е от съществено значение за всяка затворена отоплителна система, е необходимо да се разбере явлението увеличаване на обема на флуида. Това се оценява, като се вземат предвид промените в основните работни характеристики, включително промените в температурата. Тя варира в много широк диапазон - от стайна температура +20 градуса до работни стойности между 50 и 80 градуса.

Обемът на разширителния съд може да бъде изчислен безпроблемно, като се използва едно изпитано приближение. Въз основа на опита в областта обемът на разширителния съд е приблизително една десета от общия обем на охлаждащата течност, циркулираща в системата.

Вземат се предвид всички компоненти на системата, включително радиаторите и водната риза на котела/моторния агрегат. За да се определи точната стойност на измерената величина, е необходимо да се провери листът с технически данни за радиатора и вместимостта на резервоара на котела. След като те бъдат определени, не е трудно да се намери излишъкът от топлоносител в системата.

За тази цел първо се изчислява площта на напречното сечение на полипропиленовите тръби, след което получената стойност се умножава по дължината на тръбопровода. След като се съберат данните за всички клонове на отоплителната система, се добавят данните за радиаторите и котела, взети от информационния лист. След това една десета от общата сума се изважда от общата сума.

След като това се установи, не е трудно да се намери излишъкът на отоплителната среда в системата. Първо се изчислява площта на напречното сечение на полипропиленовите тръби, след което получената стойност се умножава по дължината на тръбопровода. След като се съберат всички клонове на отоплителната система, се добавят данните за радиаторите и котела, взети от информационния лист. След това от общата сума се изважда една десета от нея.

Инструменти в главното меню на Valtec

Както всяка друга програма, Valtec има главно меню в горната част.

Щракнете върху бутона "File" (Файл) и в отвореното подменю ще видите стандартните инструменти, познати на всеки потребител на компютър от други програми:

Стартира се вградената в Windows програма "Калкулатор" - за извършване на изчисления:

С помощта на "Конвертор" ще преобразуваме една мерна единица в друга:

Има три колони:

В най-лявата колона избираме физичната величина, с която работим, напр. налягане. В средната колона изберете единицата, от която да се преобразува (напр. Pascali-Pa), а в дясната колона изберете единицата, в която да се преобразува (напр. атмосфери). В горния ляв ъгъл на калкулатора има два реда, в горния ще въведем стойността, получена при изчисленията, а в долния веднага ще се покаже преобразуването в необходимите единици... Но за всичко това ще говорим своевременно, когато стигнем до практиката.

Междувременно нека се запознаем с менюто Tools (Инструменти). "Генератор на формуляри:

Това е необходимо за проектантите, които правят проекти по поръчка. Ако се занимаваме само с отопление в собствената си къща, "генераторът на формуляри" е безполезен за нас.

Следващият бутон в главното меню на Valtec е "Стилове":

Използва се за управление на външния вид на прозореца на програмата - адаптира се към софтуера, инсталиран на компютъра ви. За мен като ненужен трик, тъй като аз съм от тези, за които основното нещо не е "шахматна дъска", и шофиране. И вие решавате сами.

Нека разгледаме по-отблизо инструментите под този бутон.

В "Климатология" изберете област на сградата:

Топлинните загуби на една къща зависят не само от материалите на стените и другите конструкции, но и от климата на района, в който се намира сградата. Поради това изискванията към отоплителната система зависят от климата.

В лявата колона намерете областта, в която живеете (република, област, район, град). Ако нашето населено място не е посочено тук, изберете най-близкото.

"Материали. В него са посочени параметрите на различните строителни материали, използвани при изграждането на къщите. Ето защо при събирането на входните данни посочихме материалите на стените, подовете и таваните (вж. предишните материали за планиране):

Инструмент за отваряне. Тук ще намерите информация за отворите за врати и прозорци:

"Тръби. Тук можете да намерите информация за размерите на тръбите, използвани в отоплителните системи: вътрешни и външни размери, коефициенти на съпротивление, грапавост на вътрешните повърхности:

Тя ще ни е необходима за хидравлични изчисления - за определяне на капацитета на циркулационната помпа.

"Течности за пренос на топлина". Всъщност няма нищо друго освен характеристиките на тези топлоносители, които могат да бъдат вкарани в отоплителната система на къщата:

Тези характеристики са топлинен капацитет, плътност, вискозитет.

Невинаги като топлоносител се използва вода, понякога в системата се налива антифриз, наричан обикновено "антифриз". За избора на топлоносител ще говорим в отделна статия.

"Консумация" не е необходима за изчисленията на отоплителната система, тъй като този инструмент е предназначен за изчисления на водната система:

"KMS" (коефициенти на местно съпротивление):

Всяко отоплително устройство (радиатор, вентил, термостат и т.н.) създава съпротивления за потока на топлоносителя и тези съпротивления трябва да се вземат предвид, за да се избере правилната мощност на циркулационната помпа.

"Уреди DIN". Подобно на "Потребители", това е повече за водните системи:

Заключения и полезно видео по темата

Характеристики, предимства и недостатъци на системите за естествена и принудителна циркулация в отоплителните системи:

За да обобщим изчисленията на хидравличното изчисление, резултатът е специфичните физически характеристики на бъдещата отоплителна система.

Естествено, това е опростена изчислителна схема, която дава приблизителна представа за хидравличните изчисления за типична отоплителна система за двустаен апартамент.

Опитвате ли се сами да извършите хидравлично изчисление на отоплителната система? Или може би не сте съгласни с представения материал? Очакваме вашите коментари и въпроси - в полето за обратна връзка по-долу.