Hydraulisk beregning af varmesystemet på et specifikt eksempel

Opvarmning baseret på varmtvandscirkulation er den mest almindelige mulighed for at arrangere et privat hus. For kompetent systemdesign er det nødvendigt at have foreløbige analyseresultater, den såkaldte hydrauliske beregning af varmesystemet, der forbinder trykket i alle dele af netværket med rørdiametrene.

Den præsenterede artikel beskriver detaljeret beregningsteknikken. For bedre at forstå handlingsalgoritmen undersøgte vi beregningsproceduren ved hjælp af et specifikt eksempel.

I overensstemmelse med den beskrevne sekvens vil det være muligt at bestemme den optimale diameter på hovedstrømmen, antallet af varmeindretninger, kedeleffekt og andre systemparametre, der er nødvendige for at arrangere en effektiv individuel varmeforsyning.

Begrebet hydraulisk beregning

Den afgørende faktor i den teknologiske udvikling af varmesystemer er blevet den sædvanlige energibesparelse. Ønsket om at spare penge giver en mere omhyggelig tilgang til design, valg af materialer, installationsmetoder og drift af opvarmning til hjemmet.

Derfor, hvis du beslutter at oprette et unikt og primært økonomisk varmesystem til din lejlighed eller hjem, anbefaler vi, at du sætter dig ind i reglerne for beregning og design.

Før du definerer den hydrauliske beregning af systemet, skal du klart og tydeligt forstå, at det individuelle varmesystem i en lejlighed og et hus er betinget af en størrelsesorden højere i forhold til centralvarmesystemet i en stor bygning.

Et personligt varmesystem er baseret på en grundlæggende anderledes tilgang til begreberne varme og energi.

Essensen af ​​den hydrauliske beregning er, at kølevæskets strømningshastighed ikke er indstillet på forhånd med en betydelig tilnærmelse til de reelle parametre, men bestemmes ved at forbinde rørdiametrene med trykparametrene i alle systemets ringe

Det er nok at gennemføre en triviel sammenligning af disse systemer i henhold til følgende parametre.

1. Centralvarmesystemet (kedel-hus-lejlighed) er baseret på standardtyper af energi - kul, gas. I et autonomt system kan du bruge næsten ethvert stof, der har en høj specifik forbrændingsvarme, eller en kombination af flere flydende, faste, kornede materialer.
2. DSP er bygget på konventionelle elementer: metalrør, "klodsede" batterier, afspærringsventiler. Et individuelt varmesystem giver dig mulighed for at kombinere en række elementer: flerdelts radiatorer med god varmeafledning, højteknologiske termostater, forskellige typer rør (PVC og kobber), vandhaner, stik, fittings og selvfølgelig deres egne mere økonomiske kedler, cirkulationspumper.
3. Hvis du går ind i lejligheden i et typisk panelhus, der blev bygget for ca. 20-40 år siden, ser vi, at varmesystemet kommer ned på tilstedeværelsen af ​​et 7-cellers batteri under vinduet i hvert værelse i lejligheden plus et lodret rør gennem hele huset (stigerør), som du kan "kommunikere" med naboer over / under. Uanset om det er et autonomt varmesystem (ASO), giver det dig mulighed for at opbygge et system af enhver kompleksitet under hensyntagen til de individuelle ønsker fra beboerne i lejligheden.
4. I modsætning til DSP tager et separat varmesystem hensyn til en ret imponerende liste over parametre, der påvirker transmission, energiforbrug og varmetab. Miljøets temperaturregime, det krævede temperaturområde i lokalerne, rumets areal og volumen, antallet af vinduer og døre, lokalets formål osv.

Således er den hydrauliske beregning af varmesystemet (GRSO) et betinget sæt af beregnede karakteristika for varmesystemet, som giver omfattende information om parametre såsom rørdiameter, antal radiatorer og ventiler.

Denne type radiator blev installeret i de fleste panelhuse i det post-sovjetiske rum. Besparelser på materialer og manglen på en designidee "på ansigtet"

GRSO giver dig mulighed for at vælge den rigtige vandvandspumpe (varmekedel) til transport af varmt vand til de endelige elementer i varmesystemet (radiatorer) og i sidste ende have det mest afbalancerede system, der direkte påvirker økonomiske investeringer i opvarmning af hjemmet.

En anden type radiator til DSP. Dette er et mere alsidigt produkt, der kan have et vilkårligt antal kanter. Så du kan øge eller formindske varmeoverførselsområdet

Sekvens af beregningstrin

Når vi taler om beregningen af ​​varmesystemet, bemærker vi, at denne procedure er den mest tvetydige og vigtige med hensyn til design.

Før du udfører beregningen, skal du foretage en foreløbig analyse af det fremtidige system, for eksempel:

• indstil varmebalancen i alle og specifikt hvert værelse i lejligheden;
• vælg termostater, ventiler og trykregulatorer;
• identificere områder af systemet med maksimalt og minimalt forbrug af varmebærer.

Derudover er det nødvendigt at bestemme den generelle transportplan for kølevæsken: fuld og lille kredsløb, enkelt rørsystem eller to-rørs motorvej.

Som et resultat af den hydrauliske beregning opnår vi flere vigtige egenskaber ved det hydrauliske system, der giver svar på følgende spørgsmål:

• hvad skal strømmen til varmekilden være;
• hvad er strømningshastigheden og hastigheden for kølevæsken;
• hvilken diameter på varmeledningens hovedledning er nødvendig;
• hvad er de mulige varmetab og selve kølemidlets masse.

Et andet vigtigt aspekt ved hydraulisk beregning er proceduren for balance (sammenkobling) af alle dele (grene) af systemet under ekstreme termiske forhold ved hjælp af kontrolanordninger.

Der er flere hovedtyper af opvarmningsprodukter: støbejern og aluminiums flerafsnit, stålplade, bimetal radiatorer og coveter. Men de mest almindelige er aluminiumsradiatorer med flere dele

Rørledningens aflejringsområde er et afsnit med en konstant diameter af selve rørledningen samt en uændret strøm af varmt vand, der bestemmes af formlen for rummets varmebalance. Liste over designzoner starter fra en pumpe eller varmekilde.

Begyndelsesbetingelser for eksemplet

For en mere specifik forklaring af alle detaljer ved den hydrauliske fejlberegning tager vi et konkret eksempel på et konventionelt hus. På lager har vi en klassisk 2-værelses lejlighed i et panelhus med et samlet areal på 65,54 m², der inkluderer to værelser, et køkken, separat toilet og badeværelse, dobbelt korridor, dobbelt balkon.

Efter ibrugtagning modtog vi følgende oplysninger om parathedens lejlighed. Den beskrevne lejlighed inkluderer kittede og grundede vægge lavet af monolitiske armerede betonstrukturer, profilvinduer med to kammerglas, tyretpressede indvendige døre og keramiske fliser på badeværelsets gulv.

Et typisk 9-etagers panelhus med fire indgange. Der er 3 lejligheder på hver etage: et 2-værelse og to 3-værelse. Lejligheden ligger på femte sal

Derudover er det præsenterede hus allerede udstyret med kobberledninger, dispensere og en separat afskærmning, gaskomfur, badekar, håndvask, toilet, opvarmet håndklædestang, håndvask.

Og det vigtigste er, at stuerne, badeværelset og køkkenet allerede har radiatorer af aluminium. Spørgsmålet om rør og kedlen forbliver åben.

Hvordan data indsamles

Den hydrauliske beregning af systemet er for det meste baseret på beregninger, der er relateret til beregning af opvarmning over rumets område.

Derfor skal du have følgende oplysninger:

• området for hvert enkelt rum;
• dimensioner på vindues- og dørstik (indvendige døre har næsten ingen indflydelse på varmetab);
• klimatiske forhold, træk i regionen.

Vi fortsætter med følgende data. Området til fællesrummet er 18,83 m², soveværelse - 14,86 m², køkken - 10,46 m², balkon - 7,83 m² (beløb), korridor - 9,72 m² (beløb), badeværelse - 3,60 m², toilet - 1,5 m². Indgangsdøre - 2,20 m², vinduesvisning af fællesrummet - 8,1 m², soveværelses vindue - 1,96 m², køkkenvindue - 1,96 m².

Højden på lejlighedens vægge er 2 meter 70 cm. De ydre vægge er lavet af beton af klasse B7 plus indvendigt gips, 300 mm tyk.Indvendige vægge og skillevægge - bærende 120 mm, almindelige - 80 mm. Gulv og følgelig loft af betonplader i klasse B15, tykkelse 200 mm.

Indretningen af ​​denne lejlighed giver mulighed for at skabe en enkelt opvarmningsgren, der passerer gennem køkkenet, soveværelset og fællesrummet, hvilket giver en gennemsnitlig temperatur på 20-22⁰C i værelserne (+)

Hvad med miljøet? Lejligheden ligger i huset, som er beliggende midt i en lille bydel. Byen ligger i et bestemt lavland, højden over havets overflade er 130-150 m. Klimaet er tempereret kontinentalt med kølige vintre og temmelig varme somre.

Den gennemsnitlige årlige temperatur, + 7,6 ° C. Den gennemsnitlige januartemperatur er -6,6 ° C, Juli + 18,7 ° C. Vind - 3,5 m / s, gennemsnitlig fugtighed - 74%, nedbør 569 mm.

Ved at analysere de klimatiske forhold i regionen skal det bemærkes, at vi beskæftiger os med en lang række temperaturer, hvilket igen påvirker det særlige krav til justering af lejlighedens varmesystem.

Varme generator strøm

En af hovedkomponenterne i varmesystemet er en kedel: elektrisk, gas, kombineret - på dette trin betyder det ikke noget. Da dens vigtigste egenskab er vigtig for os - strøm, det vil sige mængden af ​​energi pr. Tidsenhed, der vil blive brugt på opvarmning.

Kedlen i sig selv bestemmes af nedenstående formel:

W kedel = (S værelse * W forretning) / 10,

hvor:

• Spomesch - summen af ​​arealerne i alle værelser, der kræver opvarmning;
• Wudel - specifik magt under hensyntagen til de klimatiske forhold på lokationen (det var derfor, det var nødvendigt at kende klimaet i regionen).

Hvad der er karakteristisk, for forskellige klimazoner har vi følgende data:

• nordlige områder - 1,5 - 2 kW / m²;
• central zone - 1 - 1,5 kW / m²;
• sydlige regioner - 0,6 - 1 kW / m².

Disse tal er temmelig vilkårlige, men giver ikke desto mindre et klart numerisk svar med hensyn til miljøpåvirkningen på lejlighedens varmesystem.

Dette kort viser klimatiske zoner med forskellige temperaturforhold. Placeringen af ​​huset i forhold til zonen og hvor meget du skal bruge på at opvarme en meter kvadrat kW energi (+)

Summen af ​​det areal af lejligheden, der skal opvarmes, er lig med det samlede areal af lejligheden og er lig med, dvs. 65,54-1,80-6,03 = 57,71 m2 (minus balkonen). Kedelens specifikke kraft til den centrale region med kolde vintre er 1,4 kW / m2. I vores eksempel svarer den beregnede effekt til varmekedlen til 8,08 kW.

Dynamiske væskeparametre

Vi går videre til det næste trin i beregninger - analyse af kølevæskeforbrug. I de fleste tilfælde adskiller varmesystemet i en lejlighed sig fra andre systemer - dette skyldes antallet af varmepaneler og længden af ​​rørledningen. Tryk bruges som en ekstra "drivkraft" af strømningen lodret gennem systemet.

I private en- og fler-etagers bygninger bruges gamle lejlighedsbygninger af paneltypen, højtryksvarmesystemer, som gør det muligt at transportere varmefrigivende stof til alle sektioner i et forgrenet, multiringsvarmesystem og hæve vand til hele bygningens højde (op til 14. sal).

Tværtimod har en almindelig 2- eller 3-værelseslejlighed med uafhængig opvarmning ikke sådan en række forskellige ringe og grene af systemet, den inkluderer ikke mere end tre kredsløb.

Dette betyder, at kølevæsken transporteres ved hjælp af den naturlige proces med vandstrøm. Men du kan også bruge cirkulationspumper, opvarmning leveres af en gas / elektrisk kedel.

Vi anbefaler at bruge en cirkulationspumpe til opvarmning af rum over 100 m². Pumpen kan monteres både før og efter kedlen, men sættes normalt på "retur" - lavere bæretemperatur, mindre luftforsyning, længere pumpetid

Specialister i design og installation af varmesystemer bestemmer to hovedmetoder med hensyn til beregning af mængden af ​​kølemiddel:

1. I henhold til systemets faktiske kapacitet. Alle mængder af hulrum, uden undtagelse, hvor strømmen af ​​varmt vand vil strømme opsummeres: summen af ​​individuelle rørsektioner, dele af radiatorer osv. Men dette er en temmelig tidskrævende mulighed.
2. Med kedelkraft. Her afviste eksperters meninger meget, nogle siger 10, andre 15 liter pr. Enhedskapacitet på kedlen.

Fra et pragmatisk synspunkt skal man tage hensyn til, at varmesystemet sandsynligvis ikke kun vil levere varmt vand til rummet, men også varme op vandet til bad / brusebad, håndvask, håndvask og tørretumbler, og måske også til en hydromassage eller jacuzzi. Denne mulighed er enklere.

Derfor anbefaler vi i dette tilfælde at installere 13,5 liter pr. Enhed. Ved at multiplicere dette antal med kedeleffekten (8,08 kW) får vi det beregnede volumen af ​​vandmasse - 109,08 liter.

Den beregnede hastighed af kølevæsken i systemet er netop den parameter, der giver dig mulighed for at vælge en bestemt rørdiameter til varmesystemet.

Det beregnes med følgende formel:

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

hvor:

• W - kedeleffekt
• t - temperaturen på det leverede vand;
• til - vandtemperatur i returløbet;
• k - kedeleffektivitet (0,95 for gaskedel).

Ved at udskifte de beregnede data i formlen har vi: (0,86 * 8080 * 0,95) / 80-60 = 6601,36 / 20 = 330 kg / t. Således bevæger sig 330 l kølevæske (vand) på en time i systemet, og systemets kapacitet er omkring 110 l.

Bestemmelse af rørdiameter

For den endelige bestemmelse af diameteren og tykkelsen af ​​varmeledningerne gjenstår det at diskutere spørgsmålet om varmetab.

Den maksimale mængde varme forlader rummet gennem væggene - op til 40%, gennem vinduerne - 15%, gulvet - 10%, alt andet gennem loftet / taget. Lejligheden er kendetegnet ved tab primært gennem vinduer og balkonmoduler

Der er flere typer varmetab i opvarmede rum:

1. Rørtrykstab. Denne parameter er direkte proportional med produktet af det specifikke friktionstab inde i røret (leveret af fabrikanten) af den samlede rørlængde. Men i betragtning af den aktuelle opgave kan sådanne tab ignoreres.
2. Hovedtab ved lokale rørmodstande - Varmeomkostninger på fittings og indvendigt udstyr. Men i betragtning af problemerne, et lille antal monteringsbøjninger og antallet af radiatorer, kan sådanne tab forsømmes.
3. Varmetab baseret på placeringen af ​​lejligheden. Der er en anden type varmeomkostninger, men de er mere relateret til lokalets placering i forhold til resten af ​​bygningen. For en almindelig lejlighed, som er placeret midt i huset og støder op til venstre / højre / top / bund sammen med andre lejligheder, er varmetabet gennem sidevægge, loft og gulv praktisk taget lig med "0".

Du kan kun tage hensyn til tab gennem fronten af ​​lejligheden - en balkon og det centrale vindue i fællesrummet. Men dette spørgsmål lukkes på grund af tilføjelsen af ​​2-3 sektioner til hver af radiatorerne.

Værdien af ​​rørets diameter vælges i henhold til kølemidlets strømning og hastigheden for dets cirkulation i varmeapparatet

Ved analyse af ovenstående information er det værd at bemærke, at for den beregnede hastighed på varmt vand i varmesystemet kendes den tabulære bevægelseshastighed for vandpartikler i forhold til rørvæggen i en vandret position på 0,3-0,7 m / s.

For at hjælpe masteren præsenterer vi den såkaldte tjekliste over beregninger til en typisk hydraulisk beregning af et varmesystem:

• dataindsamling og beregning af kedeleffekt;
• volumen og hastighed af varmebæreren;
• varmetab og rørdiameter.

Nogle gange, når du beregner forkert, kan du få en tilstrækkelig stor rørdiameter til at blokere det beregnede volumen af ​​kølevæsken. Dette problem kan løses ved at øge kedlens forskydning eller ved at tilføje en ekstra ekspansionsbeholder.

På vores side er der en blok artikler, der er afsat til beregning af varmesystemet, vi anbefaler dig at læse:

1. Termisk beregning af et varmesystem: Sådan beregnes belastningen på et system korrekt
2. Beregning af vandopvarmning: formler, regler, eksempler på implementering
3. Termoteknisk beregning af en bygning: detaljer og formler til udførelse af beregninger + praktiske eksempler

Konklusioner og nyttig video om emnet

Funktioner, fordele og ulemper ved naturlige og tvungen cirkulationssystemer til opvarmningsmediet:

Som en sammenfatning af den hydrauliske beregning opnåede vi som følge heraf specifikke fysiske egenskaber ved det fremtidige varmesystem.

Dette er naturligvis et forenklet beregningsskema, der giver omtrentlige data om den hydrauliske beregning af varmesystemet i en typisk to-værelseslejlighed.

Forsøger du uafhængigt at udføre en hydraulisk beregning af varmesystemet? Eller måske er de ikke enige i det angivne materiale? Vi ser frem til dine kommentarer og spørgsmål - feedbackblokken findes nedenfor.