Hydraulisk beregning av varmesystemet på et spesifikt eksempel

Oppvarming basert på varmtvannssirkulasjon er det vanligste alternativet for å arrangere et privat hus. For kompetent systemdesign er det nødvendig å ha foreløpige analyseresultater, den såkalte hydrauliske beregningen av varmesystemet, og forbinder trykket i alle deler av nettet med rørdiametrene.

Den presenterte artikkelen beskriver i detalj beregningsteknikken. For å bedre forstå algoritmen til handlinger undersøkte vi beregningsprosedyren ved hjelp av et spesifikt eksempel.

Ved å følge den beskrevne sekvens vil det være mulig å bestemme den optimale diameteren til hovedledningen, antall varmeinnretninger, kjeleeffekt og andre systemparametere som er nødvendige for å arrangere en effektiv individuell varmeforsyning.

Konseptet med hydraulisk beregning

Den avgjørende faktoren i den teknologiske utviklingen av varmesystemer har blitt den vanlige energibesparelsen. Ønsket om å spare penger gjør en mer forsiktig tilnærming til design, valg av materialer, installasjonsmetoder og drift av oppvarming for hjemmet.

Derfor, hvis du bestemmer deg for å lage et unikt og først og fremst økonomisk oppvarmingssystem for leiligheten eller hjemmet ditt, anbefaler vi deg å gjøre deg kjent med reglene for beregning og design.

Før du definerer den hydrauliske beregningen av systemet, må du forstå og tydelig at det individuelle varmesystemet til en leilighet og et hus er betinget av en størrelsesorden høyere i forhold til sentralvarmesystemet i et stort bygg.

Et personlig oppvarmingssystem er basert på en grunnleggende annen tilnærming til konseptene varme og energi.

Essensen i den hydrauliske beregningen er at kjølevæskets strømningshastighet ikke er innstilt på forhånd med en betydelig tilnærming til de virkelige parametrene, men bestemmes ved å koble rørdiametrene med trykkparametrene i alle ringene i systemet

Det er nok å gjennomføre en triviell sammenligning av disse systemene i henhold til følgende parametere.

1. Sentralvarmesystemet (kjele-hus-leilighet) er basert på standard energityper - kull, gass. I et autonomt system kan du bruke nesten hvilket som helst stoff som har en høy spesifikk forbrenningsvarme, eller en kombinasjon av flere flytende, faste, kornete materialer.
2. DSP er bygget på konvensjonelle elementer: metallrør, "klønete" batterier, avstengningsventiler. Med et individuelt varmesystem kan du kombinere en rekke elementer: flerseksjons radiatorer med god varmeavledning, høyteknologiske termostater, forskjellige typer rør (PVC og kobber), kraner, plugger, beslag og selvfølgelig sine egne mer økonomiske kjeler, sirkulasjonspumper.
3. Hvis du går inn i leiligheten til et typisk panelhus bygget for omtrent 20-40 år siden, ser vi at varmesystemet kommer ned tilstedeværelsen av et 7-cellers batteri under vinduet i hvert rom i leiligheten pluss et vertikalt rør gjennom hele huset (stigerøret), som du kan "kommunisere" med naboer over / under. Enten det er et autonomt varmesystem (ASO), lar det deg bygge et system med uansett kompleksitet, under hensyntagen til individuelle ønsker fra beboerne i leiligheten.
4. I motsetning til DSP, tar et separat varmesystem hensyn til en ganske imponerende liste over parametere som påvirker overføring, energiforbruk og varmetap. Miljøets temperaturregime, det nødvendige temperaturområdet i lokalene, romets volum og volum, antall vinduer og dører, formålet med lokalene, etc.

Dermed er den hydrauliske beregningen av varmesystemet (GRSO) et betinget sett med beregnede egenskaper for varmesystemet, som gir omfattende informasjon om parametere som rørdiameter, antall radiatorer og ventiler.

Denne typen radiator ble installert i de fleste panelhus i det post-sovjetiske rommet. Besparelser på materialer og mangelen på en designidee "i ansiktet"

GRSO lar deg velge riktig ringvannspumpe (varmekoker) for transport av varmt vann til de endelige elementene i varmesystemet (radiatorer) og til slutt ha det mest balanserte systemet, som direkte påvirker økonomiske investeringer i oppvarming av hjemmet.

En annen type varmestraler for DSP. Dette er et mer allsidig produkt som kan ha et hvilket som helst antall kanter. Så du kan øke eller redusere varmeoverføringsområdet

Sekvens av beregningstrinn

Når vi snakker om beregningen av varmesystemet, bemerker vi at denne prosedyren er den mest tvetydige og viktige når det gjelder design.

Før du utfører beregningen, må du foreta en foreløpig analyse av det fremtidige systemet, for eksempel:

• angi varmebalansen i alle og spesifikt hvert rom i leiligheten;
• velg termostater, ventiler og trykkregulatorer;
• identifisere områder av systemet med maksimalt og minimum forbruk av varmebærer.

I tillegg er det nødvendig å bestemme den generelle transportordningen for kjølevæsken: full og liten krets, enkelt rørsystem eller to-rørs motorvei.

Som et resultat av den hydrauliske beregningen, får vi flere viktige egenskaper ved det hydrauliske systemet som gir svar på følgende spørsmål:

• hva skal være kraften fra varmekilden;
• hva er strømningshastigheten og hastigheten til kjølevæsken;
• hvilken diameter på hovedledningen til varmeledningen er nødvendig;
• hva er de mulige tapene av varme og massen til selve kjølevæsken.

Et annet viktig aspekt ved hydraulisk beregning er prosedyren for balansering (sammenkobling) av alle deler (grener) av systemet under ekstreme termiske forhold ved hjelp av kontrollenheter.

Det er flere hovedtyper av varmeprodukter: støpejern og aluminiumseksjon av aluminium, stålpanel, bimetal radiatorer og coveters. Men det vanligste er aluminiumssnittsradiatorer

Rørledningens bosetningsområde er en seksjon med konstant diameter på selve rørledningen, i tillegg til en uendret strøm av varmt vann, som bestemmes av formelen for rombalansen. Listen over designsoner starter fra en pumpe eller varmekilde.

Begynnelsesbetingelser for eksempelet

For en mer spesifikk forklaring av alle detaljene rundt den hydrauliske feilberegningen tar vi et konkret eksempel på et konvensjonelt hus. På lager har vi en klassisk 2-roms leilighet i et panelhus med et totalareal på 65,54 m², som inkluderer to rom, kjøkken, separat toalett og bad, dobbel korridor, tomannsbalkong.

Etter å ha tatt i bruk, fikk vi følgende informasjon angående beredskapen til leiligheten. Den beskrevne leiligheten inkluderer kitt og grunnede vegger laget av monolitisk armert betongkonstruksjon, profilvinduer med to kammerglass, tyrspressede innerdører og keramiske fliser på baderomsgulvet.

Et typisk 9-etasjes panelhus med fire innganger. Det er 3 leiligheter i hver etasje: ett 2-roms og to 3-roms. Leiligheten ligger i femte etasje

I tillegg er det presenterte huset allerede utstyrt med kobberledninger, dispensere og en separat klaff, gasskomfyr, badekar, servant, toalett, oppvarmet håndklestativ, vask.

Og viktigst av alt: stuer, bad og kjøkken har allerede aluminiumsvarmeradiatorer. Spørsmålet om rør og kjele forblir åpent.

Hvordan data blir samlet inn

Den hydrauliske beregningen av systemet er for det meste basert på beregninger relatert til beregning av oppvarming over rommet.

Derfor må du ha følgende informasjon:

• området til hvert enkelt rom;
• dimensjoner på vindus- og dørkontakter (innvendige dører har nesten ingen effekt på varmetap);
• klimatiske forhold, trekk i regionen.

Vi vil gå videre fra følgende data. Området til fellesrommet er 18,83 moh², soverom - 14,86 moh², kjøkken - 10,46 moh², balkong - 7,83 moh² (beløp), korridor - 9,72 moh² (beløp), bad - 3,60 moh², toalett - 1,5 moh². Inngangsdører - 2,20 moh², vindusvisning av fellesrommet - 8,1 moh², soveromsvindu - 1,96 moh², kjøkkenvindu - 1,96 moh².

Høyden på veggene i leiligheten er 2 meter 70 cm. De ytre veggene er laget av betong av klasse B7 pluss innvendig puss, 300 mm tykk.Innvendige vegger og skillevegger - bærende 120 mm, vanlig - 80 mm. Gulv og tilsvarende tak på betongplater i klasse B15, tykkelse 200 mm.

Oppsettet til denne leiligheten gir muligheten til å lage en enkelt oppvarmingsgren som går gjennom kjøkkenet, soverommet og fellesrommet, som vil gi en gjennomsnittstemperatur på 20-22⁰C i rommene (+)

Hva med miljøet? Leiligheten ligger i huset, som ligger midt i en liten bydel mikrodistrikt. Byen ligger i et visst lavland, høyden over havet er 130-150 m. Klimaet er temperert kontinentalt med kjølige vintre og ganske varme somre.

Den gjennomsnittlige årlige temperaturen, + 7,6 ° C. Den gjennomsnittlige januar-temperaturen er -6.6 ° C, Juli + 18.7 ° C. Vind - 3,5 m / s, gjennomsnittlig luftfuktighet - 74%, nedbør 569 mm.

Ved å analysere de klimatiske forholdene i regionen, må det bemerkes at vi har å gjøre med et bredt temperaturområde, noe som igjen påvirker det spesielle kravet for justering av varmesystemet til leiligheten.

Varme generator kraft

En av hovedkomponentene i varmesystemet er en kjele: elektrisk, gass, kombinert - på dette stadiet spiller det ingen rolle. Siden dens viktigste kjennetegn er viktig for oss - strøm, det vil si mengden energi per tidsenhet som vil bli brukt på oppvarming.

Kraften til selve kjelen bestemmes av formelen nedenfor:

W kjele = (S room * W business) / 10,

der:

• Spomesch - summen av arealene i alle rom som krever oppvarming;
• Wudel - spesifikk makt under hensyntagen til de klimatiske forholdene til stedet (det var derfor det var nødvendig å kjenne klimaet i regionen).

Hva er karakteristisk, for forskjellige klimasoner har vi følgende data:

• nordlige områder - 1,5 - 2 kW / m²;
• sentral sone - 1 - 1,5 kW / m²;
• sørlige regioner - 0,6 - 1 kW / m².

Disse tallene er ganske vilkårlige, men gir likevel et klart numerisk svar angående miljøbelastningen på varmesystemet til leiligheten.

Dette kartet viser klimasoner med forskjellige temperaturforhold. Plassering av huset i forhold til sonen og hvor mye du trenger å bruke på å varme opp en meter kvadrat kW energi (+)

Summen av arealet til leiligheten som må varmes opp er lik det totale arealet av leiligheten og er lik, det vil si 65,54-1.80-6,03 = 57,71 m2 (minus balkongen). Kjelens spesifikke kraft for den sentrale regionen med kalde vintre er 1,4 kW / m2. I vårt eksempel tilsvarer den beregnede effekten til varmekjelen 8,08 kW.

Dynamiske væskeparametere

Vi fortsetter til neste trinn i beregninger - analyse av kjølevæskeforbruk. I de fleste tilfeller skiller varmesystemet til en leilighet seg fra andre systemer - dette skyldes antall varmepaneler og lengden på rørledningen. Trykk brukes som en ekstra "drivkraft" for strømmen vertikalt gjennom systemet.

I private en- og fleretasjes bygninger benyttes gamle leilighetsbygg av paneltype, høytrykksvarmesystemer, som gjør det mulig å transportere varmeutgivende stoff til alle seksjoner i et forgrenet, flertrinns varmesystem og heve vann til hele høyden (opp til 14. etasje) av bygningen.

Tvert imot, en vanlig 2- eller 3-roms leilighet med uavhengig oppvarming har ikke en slik variasjon av ringer og grener av systemet, den inkluderer ikke mer enn tre kretsløp.

Dette betyr at kjølevæsken transporteres ved hjelp av den naturlige prosessen med vannføring. Men du kan også bruke sirkulasjonspumper, oppvarming gis av en gass / elektrisk kjele.

Vi anbefaler å bruke en sirkulasjonspumpe for oppvarming av rom over 100 m². Pumpen kan monteres både før og etter kjelen, men vanligvis settes den på "returen" - lavere bæretemperatur, mindre lufttilførsel, lengre pumpetid

Spesialister på design og installasjon av varmesystemer bestemmer to hovedtilnærminger når det gjelder beregning av volumet av kjølevæske:

1. I henhold til den faktiske kapasiteten til systemet. Alle volum av hulrom, uten unntak, der strømmen av varmt vann vil strømme oppsummeres: summen av individuelle rørdeler, seksjoner radiatorer, etc. Men dette er et ganske tidkrevende alternativ.
2. Med kjelekraft. Her avviket meningene fra eksperter veldig, noen sier 10, andre 15 liter per enhetskapasitet på kjelen.

Fra et pragmatisk synspunkt må man ta hensyn til at varmesystemet antagelig ikke bare vil levere varmt vann til rommet, men også varme opp vannet til badekar / dusj, servant, vask og tørketrommel, og kanskje også til et hydromassasje eller boblebad. Dette alternativet er enklere.

Derfor anbefaler vi i dette tilfellet å installere 13,5 liter per strømenhet. Multipliserer dette tallet med kjeleeffekten (8,08 kW), får vi det beregnede volumet av vannmasse - 109,08 liter.

Den beregnede hastigheten til kjølevæsken i systemet er nettopp den parameteren som lar deg velge en spesifikk rørdiameter for varmesystemet.

Det beregnes med følgende formel:

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

der:

• W - kjelekraft;
• t - temperaturen på det tilførte vannet;
• til - vanntemperatur i returkretsen;
• k - effektiv kjele (0,95 for gasskjele).

Ved å erstatte de beregnede dataene i formelen har vi: (0,86 * 8080 * 0,95) / 80-60 = 6601,36 / 20 = 330 kg / t. Dermed beveger seg 330 l kjølevæske (vann) i løpet av en time i systemet, og kapasiteten til systemet er omtrent 110 l.

Bestemmelse av rørdiameter

For den endelige bestemmelsen av diameteren og tykkelsen på varmerørene gjenstår det å diskutere spørsmålet om varmetap.

Den maksimale mengden varme forlater rommet gjennom veggene - opptil 40%, gjennom vinduene - 15%, gulvet - 10%, alt annet gjennom tak / tak. Leiligheten er preget av tap hovedsakelig gjennom vinduer og balkongmoduler

Det er flere typer varmetap i oppvarmede rom:

1. Rørtrykkstap. Denne parameteren er direkte proporsjonal med produktet av det spesifikke friksjonstapet inne i røret (levert av produsenten) av den totale rørlengden. Men gitt den nåværende oppgaven, kan slike tap ignoreres.
2. Hodetap ved lokale rørmotstander - Varmekostnader på beslag og utstyr. Men gitt problemstillingene, et lite antall passende bøyer og antall radiatorer, kan slike tap forsømmes.
3. Varmetap basert på plasseringen av leiligheten. Det er en annen type varmekostnader, men de er mer relatert til plasseringen av rommet i forhold til resten av bygningen. For en vanlig leilighet som ligger midt i huset og i tilknytning til venstre / høyre / topp / bunn sammen med andre leiligheter, er varmetapet gjennom sidevegger, tak og gulv praktisk talt lik "0".

Du kan bare ta hensyn til tap gjennom fronten av leiligheten - en balkong og det sentrale vinduet i fellesrommet. Men dette spørsmålet blir stengt på grunn av at det er lagt til 2-3 seksjoner til hver av radiatorene.

Verdien på rørens diameter velges i henhold til strømningen av kjølevæsken og hastigheten på dets sirkulasjon i varmevirksomheten

Ved å analysere ovennevnte informasjon er det verdt å merke seg at for den beregnede hastigheten på varmt vann i varmesystemet, er den tabellformede bevegelseshastigheten til vannpartikler i forhold til rørveggen i en horisontal stilling på 0,3-0,7 m / s kjent.

For å hjelpe mesteren presenterer vi den såkalte sjekklisten over beregninger for en typisk hydraulisk beregning av et varmesystem:

• datainnsamling og beregning av kjeleeffekt;
• volum og hastighet på varmebæreren;
• varmetap og rørdiameter.

Noen ganger når du beregner feil, kan du få en tilstrekkelig stor rørdiameter til å blokkere det beregnede volumet til kjølevæsken. Dette problemet kan løses ved å øke kjedeforskyvningen eller ved å legge til en ekstra ekspansjonstank.

På siden vår er det en blokk med artikler viet til beregning av varmesystemet, vi anbefaler deg å lese:

1. Termisk beregning av et varmesystem: hvordan du beregner belastningen på et system korrekt
2. Beregning av vannoppvarming: formler, regler, eksempler på implementering
3. Termoteknisk beregning av en bygning: spesifikasjoner og formler for utførelse av beregninger + praktiske eksempler

Konklusjoner og nyttig video om emnet

Funksjoner, fordeler og ulemper ved naturlige og tvangssirkulasjonssystemer for oppvarmingsmediet:

Som en oppsummering av den hydrauliske beregningen oppnådde vi spesifikke fysiske egenskaper for det fremtidige varmesystemet.

Naturligvis er dette et forenklet beregningsskjema, som gir omtrentlige data om den hydrauliske beregningen for varmesystemet til en typisk to-roms leilighet.

Prøver du uavhengig å utføre en hydraulisk beregning av varmesystemet? Eller kanskje de ikke er enige i det oppgitte materialet? Vi ser frem til dine kommentarer og spørsmål - tilbakemeldingsblokken ligger nedenfor.