Hydraulisk beräkning av värmesystemet med ett specifikt exempel

Uppvärmning baserat på varmvattencirkulation är det vanligaste alternativet för att ordna ett privat hus. För kompetent systemdesign är det nödvändigt att ha preliminära analysresultat, den så kallade hydrauliska beräkningen av värmesystemet, som kopplar trycket i alla delar av nätverket med rördiametrarna.

Den presenterade artikeln beskriver i detalj beräkningstekniken. För att bättre förstå handlingsalgoritmen undersökte vi beräkningsproceduren med hjälp av ett specifikt exempel.

Genom att följa den beskrivna sekvensen kommer det att vara möjligt att bestämma den optimala diametern på huvudet, antalet värmeanordningar, pannkraft och andra systemparametrar som är nödvändiga för att anordna en effektiv individuell värmeförsörjning.

Begreppet hydraulisk beräkning

Den avgörande faktorn för den tekniska utvecklingen av värmesystem har blivit den vanliga energibesparingen. Lusten att spara pengar gör en mer noggrann inställning till design, val av material, installationsmetoder och drift av värme för hemmet.

Därför, om du bestämmer dig för att skapa ett unikt och främst ekonomiskt värmesystem för din lägenhet eller ditt hem, rekommenderar vi att du bekanta dig med reglerna för beräkning och design.

Innan du definierar den hydrauliska beräkningen av systemet måste du tydligt och tydligt förstå att det enskilda värmesystemet i en lägenhet och ett hus är villkorat en storleksordning högre i förhållande till centralvärmesystemet i en stor byggnad.

Ett personligt värmesystem är baserat på en grundläggande annorlunda inställning till begreppen värme och energi.

Kärnan i den hydrauliska beräkningen är att kylvätskeflödeshastigheten inte ställs in i förväg med en betydande tillnärmning till de verkliga parametrarna, utan bestäms genom att koppla rördiametrarna till tryckparametrarna i alla systemets ringar

Det räcker med att göra en triviell jämförelse av dessa system i följande parametrar.

1. Centralvärmesystemet (pann-hus-lägenhet) är baserat på standardtyper av energi - kol, gas. I ett autonomt system kan du använda nästan alla ämnen som har ett högt specifikt förbränningsvärme, eller en kombination av flera flytande, fasta, granulära material.
2. DSP bygger på konventionella element: metallrör, "klumpiga" batterier, avstängningsventiler. Med ett individuellt värmesystem kan du kombinera en mängd olika element: flersektionsradiatorer med bra värmeavledning, högteknologiska termostater, olika typer av rör (PVC och koppar), kranar, pluggar, beslag och naturligtvis egna mer ekonomiska pannor, cirkulationspumpar.
3. Om du går in i lägenheten i ett typiskt panelhus byggt för ungefär 20-40 år sedan ser vi att värmesystemet kommer ner till närvaron av ett 7-celligt batteri under fönstret i varje rum i lägenheten plus ett vertikalt rör genom hela huset (stigeröret), som du kan "kommunicera" med grannar över / under. Oavsett om det är ett autonomt värmesystem (ASO), så låter du bygga ett system av alla komplexiteter, med hänsyn till de enskilda önskemålen från de boende i lägenheten.
4. Till skillnad från DSP tar ett separat värmesystem hänsyn till en ganska imponerande lista över parametrar som påverkar transmission, energiförbrukning och värmeförlust. Miljöens temperaturordning, det erforderliga temperaturområdet i lokalerna, rumets yta och volym, antalet fönster och dörrar, lokalets syfte etc.

Således är den hydrauliska beräkningen av värmesystemet (GRSO) en villkorad uppsättning beräknade egenskaper hos värmesystemet, som ger omfattande information om parametrar såsom rördiameter, antal radiatorer och ventiler.

Denna typ av radiator installerades i de flesta panelhus i det sovjetiska rummet. Besparingar på material och bristen på en designidé "på ansiktet"

GRSO låter dig välja rätt ringvattenpump (värmepanna) för att transportera varmt vatten till de slutliga elementen i värmesystemet (radiatorer) och i slutändan ha det mest balanserade systemet, som direkt påverkar finansiella investeringar i uppvärmningen av hemmet.

En annan typ av värmeelement för DSP. Detta är en mer mångsidig produkt som kan ha valfritt antal kanter. Så du kan öka eller minska värmeöverföringsområdet

Sekvens av beräkningssteg

På tal om beräkningen av värmesystemet noterar vi att denna procedur är den mest tvetydiga och viktiga när det gäller design.

Innan du gör beräkningen måste du göra en preliminär analys av det framtida systemet, till exempel:

• ställa in värmebalansen i alla och specifikt varje rum i lägenheten;
• välj termostater, ventiler och tryckregulatorer;
• identifiera områden i systemet med maximal och minimal förbrukning av värmebärare.

Dessutom är det nödvändigt att bestämma det allmänna transportsystemet för kylvätskan: full och liten krets, enda rörsystem eller två-rörs motorväg.

Som ett resultat av den hydrauliska beräkningen får vi flera viktiga egenskaper hos det hydrauliska systemet som ger svar på följande frågor:

• vad bör kraften i värmekällan vara;
• vad är flödeshastigheten och hastigheten för kylvätskan;
• vilken diameter på värmeledningens huvudledning behövs;
• vilka är de möjliga värmeförlusterna och själva kylvätskans massa.

En annan viktig aspekt av den hydrauliska beräkningen är proceduren för balans (länkning) av alla delar (grenar) av systemet under extrema termiska förhållanden med hjälp av styrenheter.

Det finns flera huvudtyper av uppvärmningsprodukter: gjutjärn och aluminium med flera sektioner, stålpanel, bimetalradiatorer och coveter. Men de vanligaste är aluminiumsektorsradiatorer

Rörledningens sedimenteringsområde är en sektion med en konstant diameter på själva rörledningen, liksom ett oförändrat flöde av varmt vatten, som bestäms av formeln för värmebalansen i rummen. Listan över designzoner börjar från en pump eller värmekälla.

Ursprungliga villkor för exemplet

För en mer specifik förklaring av alla detaljer om den hydrauliska felberäkningen tar vi ett konkret exempel på ett konventionellt hus. I lager har vi en klassisk 2-rumslägenhet i ett panelhus med en total yta på 65,54 m², som inkluderar två rum, ett kök, separat toalett och badrum, dubbel korridor, tvåbalkong.

Efter att ha tagit i drift fick vi följande information om lägenheten. Den beskrivna lägenheten har kitt och grundade väggar av monolitiska armerade betongkonstruktioner, profilfönster med två kammarglas, tyrspressade innerdörrar och keramiska plattor på badrumsgolvet.

Ett typiskt panelhus med 9 våningar med fyra ingångar. Det finns 3 lägenheter på varje våning: ett 2-rum och två 3-rum. Lägenheten ligger på femte våningen

Dessutom är det presenterade huset redan utrustat med kopparkablar, dispensrar och en separat klaff, gasspis, badkar, handfat, toalett, handdukstork, handfat.

Och viktigast av allt är att vardagsrummen, badrummet och köket redan har värmeelement av aluminium. Frågan om rör och panna förblir öppen.

Hur data samlas in

Den hydrauliska beräkningen av systemet baseras till största delen på beräkningar relaterade till beräkningen av värme över rumets yta.

Därför måste du ha följande information:

• området för varje enskilt rum;
• dimensioner på fönster- och dörranslutningar (innerdörrar har nästan ingen effekt på värmeförlusten);
• klimatförhållanden, funktioner i regionen.

Vi fortsätter med följande data. Området för det gemensamma rummet är 18,83 m², sovrum - 14,86 m², kök - 10,46 m², balkong - 7,83 m² (belopp), korridor - 9,72 m² (belopp), badrum - 3,60 m², toalett - 1,5 m². Ingångsdörrar - 2,20 m², fönstervisning av det gemensamma rummet - 8,1 m², sovrumsfönster - 1,96 m², kökfönster - 1,96 m².

Lägenhetens väggar är 2 meter 70 cm. Ytterväggarna är tillverkade av betong av klass B7 plus inre gips, 300 mm tjocka.Innerväggar och skiljeväggar - lager 120 mm, vanliga - 80 mm. Golv och följaktligen tak av betongplattor av klass B15, tjocklek 200 mm.

Layouten för denna lägenhet ger möjlighet att skapa en enda uppvärmningsgren som passerar genom köket, sovrummet och det gemensamma rummet, vilket ger en medeltemperatur på 20-22⁰C i rummen (+)

Vad sägs om miljön? Lägenheten ligger i huset, som ligger mitt i en liten stads mikrodistrikt. Staden ligger i ett visst lågland, höjden över havet är 130-150 m. Klimatet är tempererat kontinentalt med svala vintrar och ganska varma somrar.

Den genomsnittliga årliga temperaturen, + 7,6 ° C. Medeltemperaturen i januari är -6,6 ° C, Juli + 18,7 ° C. Vind - 3,5 m / s, medelfuktighet - 74%, nederbörd 569 mm.

Genom att analysera klimatförhållandena i regionen bör det noteras att vi har att göra med ett brett temperaturområde, vilket i sin tur påverkar det speciella kravet för att anpassa värmesystemet i lägenheten.

Värme generator kraft

En av huvudkomponenterna i värmesystemet är en panna: elektrisk, gas, kombinerad - i detta skede spelar det ingen roll. Eftersom dess huvudkarakteristik är viktig för oss - kraft, det vill säga mängden energi per tidsenhet som kommer att spenderas på uppvärmning.

Själva pannans effekt bestäms av formeln nedan:

W-panna = (S-rum * W-verksamhet) / 10,

där:

• Spomesch - summan av ytorna i alla rum som kräver uppvärmning.
• Wudel - specifik kraft med hänsyn till platsens klimatförhållanden (det var därför det var nödvändigt att känna till klimat i regionen).

Vad som är karakteristiskt, för olika klimatzoner har vi följande data:

• norra områden - 1,5 - 2 kW / m²;
• central zon - 1 - 1,5 kW / m²;
• södra regioner - 0,6 - 1 kW / m².

Dessa siffror är ganska godtyckliga, men ger ändå ett tydligt numeriskt svar angående miljöpåverkan på lägenhetens värmesystem.

Denna karta visar klimatzoner med olika temperaturförhållanden. Husets placering i förhållande till zonen och hur mycket du behöver spendera på att värma en meter kvadrat kW energi (+)

Summan av den yta på lägenheten som måste värmas upp är lika med den totala ytan på lägenheten och är lika med, det vill säga 65,54-1,80-6,03 = 57,71 m2 (minus balkongen). Pannans specifika kraft för den centrala regionen med kalla vintrar är 1,4 kW / m2. I vårt exempel är värmepannans beräknade effekt motsvarande 8,08 kW.

Dynamiska vätskeparametrar

Vi fortsätter till nästa steg i beräkningarna - analys av kylvätskekonsumtion. I de flesta fall skiljer sig värmesystemet i en lägenhet från andra system - det beror på antalet värmepaneler och längden på rörledningen. Trycket används som en ytterligare "drivkraft" för flödet vertikalt genom systemet.

I privata en- och flervåningsbyggnader används gamla paneler av lägenheter av paneltyp, högtrycksvärmesystem, vilket gör det möjligt att transportera värmeavgivande ämne till alla delar av ett grenat, flera ringvärmesystem och höja vatten till hela höjden (upp till 14: e våningen) i byggnaden.

Tvärtom, en vanlig 2- eller 3-rumslägenhet med oberoende värme har inte en sådan variation av ringar och grenar i systemet, den innehåller inte mer än tre kretsar.

Detta innebär att kylvätskan transporteras med den naturliga processen för vattenflöde. Men du kan också använda cirkulationspumpar, värme tillhandahålls av en gas / elektrisk panna.

Vi rekommenderar att du använder en cirkulationspump för uppvärmning av rum över 100 m². Pumpen kan monteras både före och efter pannan, men vanligtvis sätts den på "returen" - lägre bärstemperatur, mindre lufttillförsel, längre pumplivslängd

Specialister på design och installation av värmesystem avgör två huvudsakliga metoder för att beräkna volymen kylvätska:

1. Beroende på systemets faktiska kapacitet. Alla volymer av håligheter, utan undantag, där flödet av varmt vatten kommer att rinna samman summeras: summan av enskilda rörsektioner, sektioner av radiatorer, etc. Men detta är ett ganska tidskrävande alternativ.
2. Med pannkraft. Här skilde sig experternas åsikter väldigt mycket, vissa säger 10, andra 15 liter per kapacitet för pannan.

Ur en pragmatisk synvinkel måste man ta hänsyn till det faktum att värmesystemet förmodligen inte bara kommer att tillhandahålla varmt vatten till rummet, utan också värma upp vattnet för badkar / dusch, handfat, handfat och torktumlare, och kanske också för ett hydromassage eller jacuzzi. Det här alternativet är enklare.

Därför rekommenderar vi att du installerar 13,5 liter per strömenhet. Genom att multiplicera detta nummer med pannkraften (8,08 kW) får vi den beräknade vattenmängden - 109,08 liter.

Den beräknade hastigheten för kylvätskan i systemet är exakt den parametern som låter dig välja en specifik rördiameter för värmesystemet.

Det beräknas med följande formel:

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

där:

• W - pannkraft;
• t - temperaturen på det medföljande vattnet;
• till - vattentemperatur i returkretsen;
• k - panneffektivitet (0,95 för gaspanna).

Genom att ersätta beräknade data i formeln har vi: (0,86 * 8080 * 0,95) / 80-60 = 6601,36 / 20 = 330 kg / h. Således rör sig på en timme 330 l kylvätska (vatten) i systemet, och systemets kapacitet är cirka 110 l.

Bestämning av rördiameter

För den slutliga bestämningen av värmeledarnas diameter och tjocklek återstår det att diskutera värmeförlusten.

Den maximala mängden värme lämnar rummet genom väggarna - upp till 40%, genom fönstren - 15%, golvet - 10%, allt annat genom taket / taket. Lägenheten kännetecknas av förluster främst genom fönster och balkongmoduler

Det finns flera typer av värmeförlust i uppvärmda rum:

1. Rörtryckförlust. Denna parameter är direkt proportionell mot produkten från den specifika friktionsförlusten inuti röret (tillhandahållen av tillverkaren) av den totala rörlängden. Men med tanke på den nuvarande uppgiften kan sådana förluster ignoreras.
2. Huvudförlust vid lokala rörmotstånd - Värmekostnader på beslag och inutrustning. Men med tanke på problemförhållandena, ett litet antal passande krökningar och antalet radiatorer kan sådana förluster försummas.
3. Värmeförluster baserade på lägenheten. Det finns en annan typ av värmekostnader, men de är mer relaterade till rumets placering relativt resten av byggnaden. För en vanlig lägenhet, som ligger mitt i huset och intill vänster / höger / topp / botten med andra lägenheter, är värmeförlusten genom sidoväggar, tak och golv praktiskt taget lika med ”0”.

Du kan bara ta hänsyn till förluster genom framsidan av lägenheten - en balkong och det gemensamma rumets centrala fönster. Men denna fråga stängs på grund av tillsatsen av 2-3 sektioner till var och en av radiatorerna.

Värdet på rörens diameter väljs beroende på kylmedlets flöde och hastigheten för dess cirkulation i värmens huvud

Analysera ovanstående information är det värt att notera att för den beräknade hastigheten för varmt vatten i värmesystemet är den tabellformiga rörelseshastigheten för vattenpartiklar relativt rörväggen i ett horisontellt läge på 0,3-0,7 m / s känt.

För att hjälpa befälhavaren presenterar vi den så kallade checklistan med beräkningar för en typisk hydraulisk beräkning av ett värmesystem:

• datainsamling och beräkning av pannkraften;
• volym och hastighet hos värmebäraren;
• värmeförlust och rördiameter.

Ibland kan du vid felberäkning få en tillräckligt stor rördiameter för att blockera den beräknade volymen på kylvätskan. Detta problem kan lösas genom att öka pannans förskjutning eller genom att lägga till en ytterligare expansionsbehållare.

På vår webbplats finns ett block av artiklar som ägnas åt beräkningen av värmesystemet, vi rekommenderar att du läser:

1. Termisk beräkning av ett värmesystem: hur man beräknar belastningen på ett system korrekt
2. Beräkning av vattenuppvärmning: formler, regler, exempel på implementering
3. Termoteknisk beräkning av en byggnad: detaljer och formler för att utföra beräkningar + praktiska exempel

Slutsatser och användbar video om ämnet

Funktioner, fördelar och nackdelar med naturliga och tvångscirkulationssystem för värmemediet:

Som sammanfattning av beräkningarna av den hydrauliska beräkningen erhölls följaktligen specifika fysiska egenskaper hos det framtida värmesystemet.

Naturligtvis är detta ett förenklat beräkningsschema, som ger ungefärliga uppgifter om den hydrauliska beräkningen för värmesystemet i en typisk två-rumslägenhet.

Försöker du självständigt göra en hydraulisk beräkning av värmesystemet? Eller kanske de inte håller med om det angivna materialet? Vi ser fram emot dina kommentarer och frågor - feedbackblocket finns nedan.