חישוב הידראולי של מערכת החימום על דוגמה ספציפית

חימום על בסיס זרימת מים חמים הוא האפשרות הנפוצה ביותר לסידור בית פרטי. לצורך תכנון מערכות מוסמך, יש צורך בתוצאות ניתוח ראשוניות, החישוב הידראולי הידוע של מערכת החימום, הקישור בין הלחץ בכל קטעי הרשת לבין קוטרי הצינור.

המאמר שהוצג מתאר בפירוט את טכניקת החישוב. כדי להבין טוב יותר את אלגוריתם הפעולות, בחנו את נוהל החישוב באמצעות דוגמה ספציפית.

בהקפדה על הרצף המתואר ניתן יהיה לקבוע את הקוטר האופטימלי של הראשי, את מספר התקני החימום, כוח הדוד ופרמטרים אחרים של המערכת הנחוצים להסדרת אספקת חום פרטנית יעילה.

הרעיון של חישוב הידראולי

הגורם הקובע בהתפתחות הטכנולוגית של מערכות חימום הפך לחיסכון האנרגטי הרגיל. הרצון לחסוך כסף הופך גישה זהירה יותר לעיצוב, בחירת חומרים, דרכי התקנה ותפעול חימום לבית.

לכן, אם החלטתם ליצור מערכת חימום ייחודית ובעיקר חסכונית לדירה או לבית שלכם, אנו ממליצים לכם להכיר את כללי החישוב והעיצוב.

לפני הגדרת החישוב ההידראולי של המערכת, עליכם להבין באופן ברור וברור שמערכת החימום האישית של דירה ובית ממוקמת על תנאי בסדר גודל גבוה יותר ממערכת החימום המרכזית של בניין גדול.

מערכת חימום אישית מבוססת על גישה שונה מהותית למושגי החום והאנרגיה.

תמצית החישוב ההידראולי היא שקצב זרימת נוזל הקירור אינו מוגדר מראש תוך קירוב משמעותי לפרמטרים האמיתיים, אלא נקבע על ידי קישור בין קוטר הצינור לפרמטרי הלחץ בכל הטבעות של המערכת.

מספיק לבצע השוואה טריוויאלית של מערכות אלו בפרמטרים הבאים.

1. מערכת החימום המרכזית (דוד-בית-דירה) מבוססת על סוגי אנרגיה סטנדרטיים - פחם, גז. במערכת אוטונומית, אתה יכול להשתמש כמעט בכל חומר שיש לו חום בעירה ספציפי גבוה, או שילוב של כמה חומרים נוזליים, מוצקים, גרגירים.
2. DSP בנוי על אלמנטים קונבנציונליים: צינורות מתכת, סוללות "מגושמות", שסתומי כיבוי. מערכת חימום אינדיבידואלית מאפשרת לך לשלב מגוון אלמנטים: רדיאטורים רב-חלקים עם פיזור חום טוב, תרמוסטטים היי-טקיים, סוגים שונים של צינורות (PVC ונחושת), ברזים, תקעים, אביזרים וכמובן דודים חסכוניים יותר משל עצמם, משאבות זרימה.
3. אם נכנסים לדירה של בית פאנלים טיפוסי שנבנה לפני כ 20-40 שנה, אנו רואים שמערכת החימום מסתכמת בנוכחות של סוללה בת 7 תאים מתחת לחלון בכל חדר בדירה בתוספת צינור אנכי דרך כל הבית (riser), איתו תוכלו "לתקשר" איתו שכנים מעל / מתחת. בין אם מדובר במערכת חימום אוטונומית (ASO), היא מאפשרת לך לבנות מערכת מכל מורכבות, תוך התחשבות ברצונם האישיים של דיירי הדירה.
4. שלא כמו DSP, מערכת חימום נפרדת לוקחת בחשבון רשימה מרשימה למדי של פרמטרים המשפיעים על ההולכה, צריכת האנרגיה ואובדן החום. משטר הטמפרטורה של הסביבה, טווח הטמפרטורות הנדרש במקום, שטח ונפח החדר, מספר החלונות והדלתות, מטרת המקום וכו '.

לפיכך, החישוב ההידראולי של מערכת החימום (GRSO) הוא קבוצה מותנית של מאפיינים מחושבים של מערכת החימום, המספקת מידע מקיף על פרמטרים כמו קוטר הצינור, מספר הרדיאטורים ושסתומים.

רדיאטור מסוג זה הותקן ברוב בתי הפאנל בחלל הפוסט-סובייטי. חיסכון בחומרים והיעדר רעיון עיצובי "על הפנים"

GRSO מאפשרת לכם לבחור את משאבת המים הטבעתית (דוד חימום) להובלת מים חמים לגורמים הסופיים של מערכת החימום (רדיאטורים), ובסופו של דבר, יש את המערכת המאוזנת ביותר, שמשפיעה ישירות על השקעות כספיות בחימום הבית.

סוג אחר של רדיאטור חימום ל- DSP. זהו מוצר צדדי יותר שיכול לכלול מספר קצוות. כך שתוכלו להגדיל או להקטין את אזור העברת החום

רצף שלבי חישוב

אם כבר מדברים על חישוב מערכת החימום, נציין כי הליך זה הוא הדו-משמעי והחשוב ביותר מבחינת העיצוב.

לפני ביצוע החישוב, עליך לבצע ניתוח מקדים של המערכת העתידית, למשל:

• הגדר את איזון החום בכל ובייחוד בכל חדר בדירה;
• בחר תרמוסטטים, שסתומים וווסת ​​לחץ;
• לזהות אזורים במערכת עם צריכה מקסימאלית ומינימלית של מוביל החום.

בנוסף, יש צורך לקבוע את מערך התחבורה הכללי של נוזל הקירור: מעגל מלא וקטן, מערכת צינור יחיד או כביש מהיר עם שני צינורות.

כתוצאה מהחישוב ההידראולי, אנו משיגים מספר מאפיינים חשובים של המערכת ההידראולית המספקים תשובות לשאלות הבאות:

• מה צריך להיות הכוח של מקור החימום;
• מה קצב הזרימה ומהירות נוזל הקירור;
• מה הקוטר של הצינור הראשי של צינור החום הדרוש;
• מהם הפסדי החום האפשריים ומסת נוזל הקירור עצמו.

היבט חשוב נוסף בחישוב הידראולי הוא נוהל איזון (קישור) של כל חלקי (ענפי) המערכת בתנאים תרמיים קיצוניים בעזרת התקני בקרה.

ישנם מספר סוגים עיקריים של מוצרי חימום: ברזל יצוק ואלומיניום רב-חלקי, פאנל פלדה, רדיאטורים bimetal וסדינים. אולם הנפוצים ביותר הם רדיאטורים אלומיניום רב-חלקים

שטח היישוב של הצינור הוא קטע בקוטר קבוע של הצינור עצמו, כמו גם זרימת מים חמים ללא שינוי, אשר נקבעת על ידי הנוסחה של מאזן החום של החדרים. רישום אזורי העיצוב מתחיל ממשאבה או ממקור חום.

תנאים ראשוניים של הדוגמא

להסבר ספציפי יותר על כל פרטי החישוב השגוי ההידראולי, אנו לוקחים דוגמא קונקרטית לדיור רגיל. במלאי יש לנו דירת 2 חדרים קלאסית של בית פאנל בשטח כולל של 65.54 מ '², הכולל שני חדרים, מטבח, שירותים נפרדים ושירותים, מסדרון כפול, מרפסת תאומה.

לאחר ביצוע הזמנה קיבלנו את המידע הבא לגבי מוכנות הדירה. הדירה המתוארת כוללת קירות מרק וראשונים עשויים מבני בטון מזוין מונוליטי, חלונות פרופיל עם שני כוסות קאמרית, דלתות פנים לחיצת חרס ואריחי קרמיקה ברצפת האמבטיה.

בית פאנל טיפוסי בן 9 קומות עם ארבע כניסות. יש 3 דירות בכל קומה: אחד 2 חדרים ושני 3 חדרים. הדירה ממוקמת בקומה החמישית

בנוסף, הדיור המוצג מצויד כבר בחוטי נחושת, מכשירי מתלה ונתח נפרד, תנור גז, אמבטיה, כיור רחצה, שירותים, מעקה מגבת מחומם, כיור.

והכי חשוב, כבר בחדרי המגורים, בשירותים ובמטבח יש רדיאטורים לחימום מאלומיניום. השאלה לגבי צינורות והדוד נותרה פתוחה.

כיצד נאספים נתונים

החישוב ההידראולי של המערכת מבוסס לרוב על חישובים הקשורים לחישוב החימום על שטח החדר.

לכן עליכם לקבל את המידע הבא:

• השטח של כל חדר בודד;
• מידות של מחברי חלון ודלתות (לדלתות פנימיות כמעט אין השפעה על אובדן החום);
• תנאי אקלים, תכונות האזור.

אנו נמשיך מהנתונים הבאים. שטח החדר המשותף הוא 18.83 מ '², חדר שינה - 14.86 מ '², מטבח - 10.46 מ '², מרפסת - 7.83 מ '² (כמות), מסדרון - 9.72 מ '² (כמות), חדר אמבטיה - 3.60 מ '², שירותים - 1.5 מ '². דלתות כניסה - 2.20 מ '², תצוגת חלון של החדר המשותף - 8.1 מ '²חלון חדר שינה - 1.96 מ '², חלון מטבח - 1.96 מ '².

גובה קירות הדירה הוא 2 מטר 70 ס"מ. הקירות החיצוניים עשויים בטון מחלקה B7 בתוספת טיח פנימי בעובי 300 מ"מ.קירות ומחיצות פנימיים - נושאים 120 מ"מ, רגילים - 80 מ"מ. רצפה ובהתאם, תקרה של לוחות בטון מסוג B15, עובי 200 מ"מ.

פריסת הדירה הזו מספקת אפשרות ליצור סניף חימום אחד ויחיד העובר במטבח, בחדר השינה ובחדר המשותף, שיספק טמפרטורה ממוצעת של 20-22⁰C בחדרים (+)

מה עם הסביבה? הדירה נמצאת בבית, שנמצא באמצע מיקרו-מחוז קטן בעיר. העיר ממוקמת בשפלה מסוימת, הגובה מעל פני הים הוא 130-150 מ '. האקלים הוא יבשתי ממוזג עם חורפים קרירים וקיצים חמים למדי.

הטמפרטורה השנתית הממוצעת, + 7.6 מעלות צלזיוס. הטמפרטורה הממוצעת בינואר היא -6.6 ° צלזיוס, יולי + 18.7 מעלות צלזיוס. רוח - 3.5 מ '/ ש', לחות ממוצעת - 74%, גשמים 569 מ"מ.

בניתוח תנאי האקלים של האזור, יש לציין כי עסקינן במגוון רחב של טמפרטורות, אשר בתורו משפיע על הדרישה המיוחדת להתאמת מערכת החימום של הדירה.

כוח מחולל חום

אחד המרכיבים העיקריים של מערכת החימום הוא דוד: חשמל, גז, בשילוב - בשלב זה זה לא משנה. מכיוון שהתכונה העיקרית שלו חשובה לנו - כוח, כלומר כמות האנרגיה ליחידת הזמן שתבלה על חימום.

כוחו של הדוד עצמו נקבע על ידי הנוסחה הבאה:

דוד W = (S חדר * W עסק) / 10,

איפה:

• סלון - סכום שטחי כל החדרים הדורשים חימום;
• עשה - כוח ספציפי, תוך התחשבות בתנאי האקלים של המיקום (זו הסיבה שהיה צורך להכיר את האקלים של האזור).

מה שמאפיין, באזורי אקלים שונים יש לנו את הנתונים הבאים:

• אזורים צפוניים - 1.5 - 2 קילוואט / מ '²;
• אזור מרכזי - 1 - 1.5 קילוואט / מ '²;
• אזורים דרומיים - 0.6 - 1 קילוואט / מ '².

נתונים אלה הם די שרירותיים, אך עם זאת נותנים תשובה מספרית ברורה לגבי ההשפעה הסביבתית על מערכת החימום של הדירה.

מפה זו מציגה אזורי אקלים עם תנאי טמפרטורה שונים. מיקום הדיור ביחס לאזור וכמה אתה צריך להוציא על חימום של מטר מרובע קילוואט של אנרגיה (+)

סכום שטח הדירה שצריך לחמם שווה לשטח הדירה הכולל ושווה, כלומר 65.54-1.80-6.03 = 57.71 מ"ר (פחות המרפסת). הכוח הספציפי של הדוד לאזור המרכז עם חורפים קרים הוא 1.4 קילוואט / מ"ר. כך, בדוגמא שלנו, ההספק המחושב של דוד החימום שווה ל 8.08 קילוואט.

פרמטרים נוזליים דינמיים

אנו ממשיכים לשלב הבא בחישובים - ניתוח צריכת נוזל קירור. ברוב המקרים, מערכת החימום של דירה שונה ממערכות אחרות - זה נובע מכמות לוחות החימום ואורך הצינור. הלחץ משמש כ"כוח מניע "נוסף של הזרימה אנכית דרך המערכת.

בבניינים פרטיים חד קומתיים ורב קומות משתמשים בבנייני דירות ישנים מסוג פאנל, מערכות חימום בלחץ גבוה, המאפשרות הובלת חומר משחרר חום לכל חלקי מערכת חימום מסועפת ורבת טבעות והעלאת מים לגובה כולו (עד הקומה ה -14) של הבניין.

נהפוך הוא, לדירה רגילה בת 2- או 3 חדרים עם חימום עצמאי אין מגוון טבעות וענפי מערכת כל כך, היא כוללת לא יותר משלושה מעגלים.

משמעות הדבר היא כי נוזל הקירור מועבר בתהליך הטבעי של זרימת מים. אבל אתה יכול גם להשתמש משאבות זרימה, חימום מסופק על ידי דוד גז / חשמל.

אנו ממליצים להשתמש במשאבת זרימה לחדרי חימום מעל 100 מ '². ניתן להרכיב את המשאבה הן לפני הדוד והן אחריו, אך בדרך כלל היא מונחת על "החזרה" - טמפרטורת המוביל הנמוכה, פחות אספקת האוויר, חיי המשאבה ארוכים יותר

מומחים בתכנון והתקנת מערכות חימום קובעים שתי גישות עיקריות מבחינת חישוב נפח נוזל הקירור:

1. בהתאם לקיבולת הממשית. כל נפחי החללים, ללא יוצא מן הכלל, שבהם זרימת המים החמים תמצו את סיכומם: סכום מקטעי הצינור הבודדים, קטעי הרדיאטורים וכו ' אבל זו אפשרות שדורשת זמן רב למדי.
2. בכוח הדוד. כאן הדעות של מומחים היו שונות מאוד, יש אומרים 10, ואחרים 15 ליטר לנפח יחידה של הדוד.

מנקודת מבט פרגמטית, יש לקחת בחשבון את העובדה שמערכת החימום תספק ככל הנראה לא רק מים חמים לחדר, אלא גם תחמם את המים לאמבטיה / מקלחת, כיור, כיור ומייבש, ואולי גם לחימום מים או ג'קוזי. אפשרות זו היא פשוטה יותר.

לכן במקרה זה אנו ממליצים להתקין 13.5 ליטר ליחידת חשמל. הכפלת מספר זה בהספק הדוד (8.08 קילוואט), אנו מקבלים את הנפח המחושב של מסת מים - 109.08 ליטר.

המהירות המחושבת של נוזל הקירור במערכת היא בדיוק אותו פרמטר המאפשר לבחור קוטר צינור ספציפי למערכת החימום.

זה מחושב על ידי הנוסחה הבאה:

V = (0.86 * W * k) / t-to,

איפה:

• W - כוח הדוד;
• t - טמפרטורת המים המסופקים;
• ל - טמפרטורת המים במעגל ההחזרה;
• k - יעילות הדוד (0.95 לדוד גז).

להחליף את הנתונים המחושבים בנוסחה יש לנו: (0.86 * 8080 * 0.95) / 80-60 = 6601.36 / 20 = 330 ק"ג / שעה. כך, בשעה אחת, 330 ליטר נוזל קירור (מים) נע במערכת, וקיבולת המערכת היא כ -110 ל '.

קביעת קוטר הצינור

לקביעה הסופית של קוטר ועובי צינורות החימום, נותר לדון בנושא אובדן החום.

כמות החום המרבית משאירה את החדר דרך הקירות - עד 40%, דרך החלונות - 15%, הרצפה - 10%, כל השאר דרך התקרה / הגג. הדירה מאופיינת בהפסדים בעיקר דרך חלונות ומודולי מרפסת

ישנם מספר סוגים של אובדן חום בחדרים מחוממים:

1. ירידת לחץ בצינור. פרמטר זה עומד ביחס ישר לתוצר של אובדן החיכוך הספציפי בתוך הצינור (המסופק על ידי היצרן) באורך הצינור הכולל. אך בהינתן המשימה הנוכחית ניתן להתעלם מהפסדים כאלה.
2. אובדן ראש בהתנגדות צנרת מקומית - עלויות חום על אביזרים וציוד פנים. אך בהתחשב בתנאי הבעיה, מספר קטן של כיפוף מתאים ומספר הרדיאטורים, ניתן להזניח הפסדים כאלה.
3. הפסדי חום על פי מיקום הדירה. יש סוג נוסף של עלויות חום, אך הם קשורים יותר למיקום החדר ביחס לשאר הבניין. לדירה רגילה, שנמצאת במרכז הבית ובצד שמאל / ימין / עליונה / תחתונה עם דירות אחרות, אובדן החום דרך קירות הצד, התקרה והרצפה שווה כמעט ל- "0".

ניתן לקחת בחשבון הפסדים דרך חזית הדירה - מרפסת והחלון המרכזי של החדר המשותף. אבל השאלה הזו נסגרת בגלל הוספת 2-3 קטעים לכל אחד מהרדיאטורים.

ערך קוטר הצינורות נבחר בהתאם לזרימת נוזל הקירור ומהירות זרימתו במתחם החימום

ניתוח המידע לעיל, ראוי לציין שעבור המהירות המחושבת של מים חמים במערכת החימום ידועה מהירות התנועה הטבלאית של חלקיקי מים ביחס לדופן הצינור במצב אופקי של 0.3-0.7 מ '/ ש'.

כדי לעזור למאסטר, אנו מציגים את מה שמכונה רשימת הבדיקה של חישובים לחישוב הידראולי טיפוסי של מערכת חימום:

• איסוף נתונים וחישוב כוח הדוד;
• נפח ומהירות של מוביל החום;
• אובדן חום וקוטר הצינור.

לפעמים כשאתה מבצע חישוב שגוי, אתה יכול לקבל קוטר צינור גדול מספיק כדי לחסום את הנפח המחושב של נוזל הקירור. ניתן לפתור בעיה זו על ידי הגדלת תזוזת הדוד או על ידי הוספת מיכל הרחבה נוסף.

באתר שלנו יש גוש מאמרים המוקדש לחישוב מערכת החימום, אנו ממליצים לכם לקרוא:

1. חישוב תרמי של מערכת חימום: כיצד לחשב נכון את העומס על מערכת
2. חישוב חימום מים: נוסחאות, כללים, דוגמאות ליישום
3. חישוב תרמוטכני של מבנה: פירוט ונוסחאות לביצוע חישובים + דוגמאות מעשיות

מסקנות ווידאו שימושי בנושא

תכונות, יתרונות וחסרונות של מערכות זרימה טבעית וכפויה למדיום החימום:

בסיכום החישוב ההידראולי, כתוצאה מכך השגנו מאפיינים פיזיים ספציפיים של מערכת החימום העתידית.

באופן טבעי, מדובר בתוכנית חישוב מפושטת, המספקת נתונים משוערים על החישוב ההידראולי למערכת החימום של דירת שני חדרים טיפוסית.

מנסה לבצע באופן עצמאי חישוב הידראולי של מערכת החימום? ואולי הם לא מסכימים עם החומר המוצהר? אנו מצפים לתגובות ולשאלותיך - גוש המשוב נמצא למטה.