Hidraulički proračun sustava grijanja na konkretnom primjeru

Grijanje temeljeno na cirkulaciji tople vode najčešća je mogućnost uređenja privatne kuće. Za kompetentno projektiranje sustava potrebno je imati preliminarne rezultate analize, takozvani hidraulički proračun sustava grijanja, koji povezuje tlak u svim dijelovima mreže s promjerom cijevi.

Predstavljeni članak detaljno opisuje tehniku ​​izračuna. Da bismo bolje razumjeli algoritam radnji, ispitali smo postupak izračuna pomoću određenog primjera.

Pridržavajući se opisanog slijeda, moguće je odrediti optimalni promjer glavnog, broj grijaćih uređaja, snagu kotla i ostale parametre sustava potrebne za organiziranje učinkovite pojedinačne opskrbe toplinom.

Pojam hidrauličkog proračuna

Odlučujući faktor u tehnološkom razvoju sustava grijanja postale su uobičajene uštede energije. Želja za uštedom novca čini pažljiviji pristup dizajnu, odabiru materijala, načinima ugradnje i radu grijanja za dom.

Stoga, ako se odlučite za jedinstven i prvenstveno ekonomičan sustav grijanja za svoj stan ili dom, onda preporučujemo da se upoznate s pravilima izračuna i dizajna.

Prije nego što definirate hidraulički proračun sustava, morate jasno i jasno shvatiti da je pojedinačni sustav grijanja stana i kuće smješten uvjetno za redoslijed većeg u odnosu na centralni sustav grijanja velike zgrade.

Osobni sustav grijanja temelji se na bitno drugačijem pristupu pojmovima topline i energije.

Suština hidrauličkog izračuna je da brzina protoka rashladne tekućine nije postavljena unaprijed uz značajno približavanje stvarnim parametrima, već se određuje povezivanjem promjera cijevi s tlačnim parametrima u svim prstenima sustava

Dovoljno je napraviti trivijalnu usporedbu ovih sustava u sljedećim parametrima.

1. Sustav centralnog grijanja (kotlovnica-apartman) temelji se na standardnim vrstama energije - uglju, plinu. U autonomnom sustavu možete koristiti gotovo bilo koju tvar koja ima visoku specifičnu toplinu izgaranja ili kombinaciju nekoliko tekućih, krutih, granuliranih materijala.
2. DSP je izgrađen na konvencionalnim elementima: metalnim cijevima, "nespretnim" baterijama, zatvaračima. Pojedinačni sustav grijanja omogućuje vam kombiniranje različitih elemenata: višeslojni radijatori s dobrim raspodjelom topline, visokotehnološki termostati, različite vrste cijevi (PVC i bakar), slavine, utikači, priključci i naravno vlastiti ekonomičniji kotlovi, cirkulacijske pumpe.
3. Ako uđete u stan tipične kućice od panela sagrađene prije otprilike 20-40 godina, vidimo da se sustav grijanja svodi na prisustvo 7-ćelijske baterije ispod prozora u svakoj sobi stana plus vertikalnu cijev kroz cijelu kuću (uzlazni kanal), s kojom možete "komunicirati" sa susjede iznad / ispod. Bilo da se radi o autonomnom sustavu grijanja (ASO), omogućava vam izgradnju sustava bilo koje složenosti, uzimajući u obzir individualne želje stanovnika stana.
4. Za razliku od DSP-a, zasebni sustav grijanja uzima u obzir prilično impresivan popis parametara koji utječu na prijenos, potrošnju energije i gubitak topline. Temperaturni režim okoliša, potreban temperaturni raspon u prostorijama, područje i volumen prostorije, broj prozora i vrata, namjena prostora itd.

Stoga je hidraulički proračun sustava grijanja (GRSO) uvjetni skup izračunatih karakteristika sustava grijanja, koji pruža sveobuhvatne informacije o parametrima kao što su promjer cijevi, broj radijatora i ventila.

Ova vrsta radijatora instalirana je u većini ploča kuća na post-sovjetskom prostoru. Ušteda na materijalima i nedostatak dizajnerske ideje "na licu"

GRSO vam omogućuje da odaberete pravu prstenastu pumpu za vodu (grijaći kotao) za prijevoz tople vode do krajnjih elemenata sustava grijanja (radijatori) i, na kraju, imate najuravnoteženiji sustav, što izravno utječe na financijska ulaganja u grijanje kuće.

Druga vrsta radijatora za grijanje za DSP. Ovo je svestraniji proizvod koji može imati bilo koji broj rubova. Tako možete povećati ili smanjiti područje prijenosa topline

Slijed koraka izračuna

Govoreći o proračunu sustava grijanja, napominjemo da je ovaj postupak najjasniji i najvažniji u pogledu dizajna.

Prije provođenja izračuna, morate napraviti preliminarnu analizu budućeg sustava, na primjer:

• postavite balans topline u svim, posebno u svakoj sobi stana;
• odaberite termostate, ventile i regulatore tlaka;
• identificirati područja sustava s maksimalnom i minimalnom potrošnjom nosača topline.

Pored toga, potrebno je utvrditi opću shemu transporta rashladnog sredstva: puni i mali krug, sustav s jednom cijevi ili dvocevna autocesta.

Kao rezultat hidrauličkog proračuna, dobivamo nekoliko važnih karakteristika hidrauličkog sustava koji daju odgovore na sljedeća pitanja:

• kolika bi trebala biti snaga izvora grijanja;
• koliki je protok i brzina rashladne tekućine;
• koji je promjer glavnog cjevovoda toplinskog cjevovoda potreban;
• koji su mogući gubici topline i mase same rashladne tekućine.

Drugi važan aspekt hidrauličkog izračuna je postupak uravnoteženja (povezivanja) svih dijelova (ogranaka) sustava tijekom ekstremnih toplinskih uvjeta uz pomoć upravljačkih uređaja.

Postoji nekoliko glavnih vrsta proizvoda za grijanje: odsječak od lijevanog željeza i aluminija, čelična ploča, bimetalni radijatori i štednjaci. Ali najčešći su aluminijski radijatori s više presjeka

Područje naselja naselja je dio s konstantnim promjerom samog cjevovoda, kao i nepromijenjen protok tople vode, što se utvrđuje formulom toplinske uravnoteženosti prostorija. Lista dizajnerskih zona polazi od izvora crpke ili topline.

Početni uvjeti iz primjera

Za preciznije objašnjenje svih detalja hidrauličke greške, uzimamo konkretan primjer konvencionalnog kućišta. Na lageru imamo klasični dvosobni stan panel kuće ukupne površine 65,54 m², koji uključuje dvije sobe, kuhinju, odvojeni wc i kupaonicu, dvostruki hodnik, balkon sa dva odvojena kreveta.

Nakon puštanja u pogon dobili smo sljedeće informacije u vezi s spremnošću stana. Opisani stan uključuje kitove i temeljne zidove od monolitnih armirano-betonskih konstrukcija, profilne prozore s dvije komorne čaše, unutarnja vrata prešana tirozom i keramičke pločice na podu kupaonice.

Tipična panel-kuća s 9 kata sa četiri ulaza. Na svakom su katu 3 apartmana: jedan dvosobni i dva trosobna. Stan se nalazi na petom katu

Osim toga, predstavljeno kućište već je opremljeno bakrenim ožičenjem, dozatorima i zasebnim poklopcem, plinskim štednjakom, kadom, umivaonikom, wc-om, grijanom šipkom, umivaonikom.

I što je najvažnije, dnevni boravak, kupaonica i kuhinja već imaju aluminijske radijatore za grijanje. Pitanje o cijevima i kotlu ostaje otvoreno.

Kako se prikupljaju podaci

Hidraulički proračun sustava uglavnom se temelji na proračunima povezanim s proračunom grijanja na površini prostorije.

Stoga morate imati sljedeće podatke:

• područje svake pojedine sobe;
• dimenzije priključaka prozora i vrata (unutarnja vrata gotovo ne utječu na gubitak topline);
• klimatski uvjeti, značajke regije.

Dat ćemo iz sljedećih podataka. Površina zajedničke prostorije je 18,83 m², spavaća soba - 14,86 m², kuhinja - 10,46 m², balkon - 7,83 m² (iznos), hodnik - 9,72 m² (količina), kupaonica - 3,60 m², wc - 1,5 m², Ulazna vrata - 2,20 m², prikaz prozora zajedničke sobe - 8.1 m², prozor spavaće sobe - 1,96 m², kuhinjski prozor - 1,96 m².

Visina zidova stana je 2 metra 70 cm. Vanjski zidovi su od betona klase B7 plus unutarnja žbuka, debljine 300 mm.Unutarnji zidovi i pregrade - nose 120 mm, obični - 80 mm. Pod i, prema tome, strop od betonskih ploča klase B15, debljine 200 mm.

Izgled ovog stana pruža mogućnost stvaranja jedne jedinice za grijanje koja prolazi kroz kuhinju, spavaću sobu i zajedničku sobu, a koja će osigurati prosječnu temperaturu od 20-22 ° C u sobama (+)

Što je s okolinom? Stan je u kući koja se nalazi usred malog gradskog područja. Grad je smješten u određenoj nizini, visina nadmorske visine je 130-150 m. Klima je umjereno kontinentalna s hladnim zimama i prilično toplim ljetima.

Prosječna godišnja temperatura, + 7,6 ° C. Prosječna januarska temperatura je -6,6 ° C, srpnja + 18,7 ° C. Vjetar - 3,5 m / s, prosječna vlaga - 74%, oborina 569 mm.

Analizirajući klimatske uvjete regije, treba napomenuti da se bavimo širokim rasponom temperatura, što zauzvrat utječe na poseban zahtjev prilagodbe sustava grijanja stana.

Snaga generatora topline

Jedna od glavnih komponenti sustava grijanja je kotao: električni, plinski, kombinirani - u ovoj fazi to nije važno. Kako nam je važna njegova glavna karakteristika - snaga, odnosno količina energije po jedinici vremena koja će se potrošiti na grijanje.

Snaga samog kotla određena je dolje navedenom formulom:

W kotao = (S soba * W posao) / 10,

gdje je:

• Spomesch - zbroj površina svih prostorija koje zahtijevaju grijanje;
• Wudel - specifična snaga, uzimajući u obzir klimatske uvjete lokacije (zato je bilo potrebno poznavati klimu regije).

Ono što je karakteristično, za različite klimatske zone imamo sljedeće podatke:

• sjeverna područja - 1,5 - 2 kW / m²;
• središnja zona - 1 - 1,5 kW / m²;
• južne regije - 0,6 - 1 kW / m².

Ove su brojke prilično proizvoljne, no ipak daju jasan numerički odgovor u pogledu utjecaja na okoliš na sustav grijanja u stanu.

Ova karta prikazuje klimatske zone s različitim temperaturnim uvjetima. Položaj kućišta u odnosu na zonu i koliko trebate potrošiti na zagrijavanje metra kvadratnog kW energije (+)

Zbroj površine stana koju treba zagrijati jednak je ukupnoj površini stana i jednak je, odnosno 65,54-1,80-6,03 = 57,71 m2 (minus balkon). Specifična snaga kotla za središnju regiju s hladnim zimama je 1,4 kW / m2. Dakle, u našem primjeru, proračunska snaga kotla za grijanje jednaka je 8,08 kW.

Parametri dinamičke tekućine

Prelazimo na sljedeću fazu izračuna - analizu potrošnje rashladne tekućine. U većini slučajeva sustav grijanja stana razlikuje se od drugih sustava - to je zbog broja grijaćih ploča i duljine cjevovoda. Tlak se koristi kao dodatna "pokretačka snaga" protoka okomito kroz sustav.

U privatnim jednokatnim i višespratnim zgradama koriste se stare apartmanske zgrade tipa panela, sustavi grijanja visokog pritiska, koji omogućuju transport tvari za oslobađanje topline do svih dijelova razgranatog, višezračnog sustava grijanja i podizanje vode na cijelu visinu (do 14. kata) zgrade.

Naprotiv, obični dvosobni ili trosobni stan s neovisnim grijanjem nema tako raznolike prstenove i grane sustava, on uključuje ne više od tri kruga.

To znači da se rashladna tekućina transportira prirodnim postupkom protoka vode. Ali možete i koristiti cirkulacijske pumpe, grijanje se osigurava plinskim / električnim kotlom.

Preporučujemo uporabu cirkulacijske crpke za grijanje prostorija preko 100 m², Crpka se može montirati i prije i nakon kotla, ali obično se postavlja na povratku - niža temperatura nosača, manje dovod zraka, duži vijek pumpe

Stručnjaci za dizajn i ugradnju sustava grijanja određuju dva glavna pristupa u pogledu izračunavanja volumena rashladne tekućine:

1. Prema stvarnom kapacitetu sustava. Sve količine šupljina, bez izuzetka, u kojima će teći topla voda, zbrajaju se: zbroj pojedinih odjeljaka cijevi, presjeka radijatora itd. Ali to je prilično dugotrajna opcija.
2. Po snazi ​​kotla. Ovdje su se mišljenja stručnjaka vrlo razišla, neki kažu 10, drugi 15 litara po jedinici kapaciteta kotla.

S pragmatičnog stajališta, potrebno je uzeti u obzir činjenicu da sustav grijanja vjerojatno ne samo opskrbljuje toplom vodom prostorije, već i zagrijava vodu za kadu / tuš, umivaonik, sudoper i sušilicu, a možda i za hidromasažu ili jacuzzi. Ova je opcija jednostavnija.

Stoga u ovom slučaju preporučujemo ugradnju 13,5 litara po jedinici snage. Pomnoživši ovaj broj s snagom kotla (8,08 kW), dobivamo izračunati volumen vodene mase - 109,08 litara.

Izračunana brzina rashladne tekućine u sustavu upravo je taj parametar koji vam omogućuje odabir određenog promjera cijevi za sustav grijanja.

Izračunava se sljedećom formulom:

V = (0,86 * Š * k) / t-do,

gdje je:

• W - snaga kotla;
• t - temperatura dovedene vode;
• u - temperatura vode u povratnom krugu;
• k - učinkovitost kotla (0,95 za plinski kotao).

Zamjenjujući izračunate podatke u formuli, imamo: (0,86 * 8080 * 0,95) / 80-60 = 6601,36 / 20 = 330 kg / h. Tako se za jedan sat u sustavu kreće 330 l rashladne tekućine (vode), a kapacitet sustava je oko 110 l.

Određivanje promjera cijevi

Za konačno određivanje promjera i debljine cijevi za grijanje ostaje raspravljati o pitanju gubitka topline.

Maksimalna količina topline ostavlja sobu kroz zidove - do 40%, kroz prozore - 15%, pod - 10%, sve ostalo kroz strop / krov. Stan karakteriziraju gubici uglavnom kroz prozore i balkonske module

Postoji nekoliko vrsta gubitka topline u grijanim prostorijama:

1. Gubitak tlaka u cijevi, Ovaj je parametar izravno proporcionalan proizvodu specifičnog gubitka trenja unutar cijevi (kojeg je osigurao proizvođač) ukupnom dužinom cijevi. Ali s obzirom na trenutni zadatak, takvi se gubici mogu zanemariti.
2. Gubitak glave kod lokalnih otpora cijevi - Troškovi topline za okov i unutarnju opremu. Ali s obzirom na uvjete problema, mali broj donjih zavoja i broj radijatora, takvi se gubici mogu zanemariti.
3. Gubici topline na temelju lokacije stana, Postoji još jedna vrsta troškova topline, ali oni su više povezani s položajem prostorije u odnosu na ostatak zgrade. Za običan stan, koji se nalazi u sredini kuće i koji se nalazi uz lijevu / desnu / gornju / donju stranu s ostalim stanovima, gubitak topline kroz bočne zidove, strop i pod praktično je jednak "0".

Gubitke možete uzeti u obzir samo kroz prednji dio stana - balkon i središnji prozor zajedničke sobe. Ali ovo se pitanje zatvara zbog dodavanja 2-3 odjeljka svakom od radijatora.

Vrijednost promjera cijevi odabire se prema protoku rashladnog sredstva i brzini njegove cirkulacije u grijanju

Analizirajući gornje podatke, vrijedno je napomenuti da je za izračunatu brzinu tople vode u sustavu grijanja poznata tabelarna brzina kretanja vodenih čestica u odnosu na zid cijevi u vodoravnom položaju 0,3-0,7 m / s.

Da bismo pomogli majstoru, predstavljamo takozvani popis proračuna za tipični hidraulički proračun sustava grijanja:

• prikupljanje podataka i proračun snage kotla;
• volumen i brzina nosača topline;
• gubitak topline i promjer cijevi.

Ponekad prilikom pogrešnog izračuna možete dobiti dovoljno veliki promjer cijevi da blokirate izračunati volumen rashladne tekućine. Taj se problem može riješiti povećanjem istiskivanja kotla ili dodavanjem dodatnog ekspanzijskog spremnika.

Na našoj web stranici nalazi se blok članaka posvećenih izračunavanju sustava grijanja, savjetujemo vam da pročitate:

1. Toplinski proračun sustava grijanja: kako pravilno izračunati opterećenje na sustavu
2. Proračun grijanja vode: formule, pravila, primjeri provedbe
3. Termotehnički proračun zgrade: specifičnosti i formule za izvođenje proračuna + praktični primjeri

Zaključci i korisni video na temu

Značajke, prednosti i nedostaci prirodnih i sustava prisilne cirkulacije za grijanje:

Rezultirajući hidrauličkim proračunom, kao rezultat dobili smo specifične fizičke karakteristike budućeg sustava grijanja.

Naravno, ovo je pojednostavljena shema proračuna, koja daje približne podatke o hidrauličkom proračunu za sustav grijanja tipičnog dvosobnog stana.

Pokušavate samostalno izvršiti hidraulički proračun sustava grijanja? Ili se možda ne slažu s navedenim materijalom? Radujemo se vašim komentarima i pitanjima - blok za povratne informacije nalazi se u nastavku.