Гидравлические расчеты нагревательной установки с примерами

Гидравлические расчеты нагревательной установки с примерами

Гидравлический расчет системы отопления: главные цели и задачи выполнения данного действия

Эффективность системы отопления не гарантируется высококачественными трубами и высокопроизводительным теплогенератором.

Наличие ошибок, сделанных во время монтажа, может отрицать работу котла, работающего на полной скорости: либо в помещениях будет холодно, или стоимость энергии будет достойно высокой.

Вот почему важно начать от разработки проекта, одним из наиболее важных частей является гидравлический расчет системы отопления.

Расчет гидравлики водяной системы отопления

Жидкость циркулирует в системе давления, которая не является фиксированным значением. Это уменьшается из-за действия водного трения для стенок труб, сопротивления на трубчатых фитингах и фитингах. Владелец дома также имеет свою долю в этом, регулирующий распределение тепла для отдельных помещений.

Давление увеличивается, когда температура нагревательной среды увеличивается, а противоположное падает при уменьшении температуры.

Чтобы избежать баланса в системе отопления, убедитесь, что количество нагревательного коэффициента приводится к каждому радиатору, который требуется для поддержания определенной температуры и дополнения неизбежных потерь тепла.

Основная цель гидравлических расчетов состоит в том, чтобы отрегулировать интенсивность потока дизайна на сеть к фактическим или операционным интенсивностям потока.

На этом этапе определяются диаметр проектирования, диаметры трубы и производительность потока:

    Диаметр и емкость трубы; Локальные потери давления в отдельных разделах установки нагрева; Требования к гидравлическому подъему; Потери давления по всей системе (в том числе); Оптимальный тепловой носитель.

Для выполнения гидравлических расчетов необходимо выполнить определенные подготовительные этапы:

Соберите предварительные данные и систематизировать их. Выберите методологию расчета.

Во-первых, дизайнер должен изучить термотехнические параметры объекта и выполнять тепловые расчеты. Благодаря этому, он получает информацию о количестве тепла, необходимой для каждой комнаты. Затем выбираются обогреватели и источник тепла.

Диаграмма системы отопления в частном доме

На этапе проектирования принята решение о типе системы отопления и особенностей его балансировки, труб и фитингов. После завершения работы аксинометрическая соединительная диаграмма вызывает, комнатные планы с указанием:

    емкость радиатора; поток охлаждающего агента; Расположение тепловых устройств и т. Д.

Расчет диаметра труб

Расчет поперечного сечения трубы должен основываться на результатах тепловых расчетов, экономически обоснованных:

    Для двухколесной системы – разница между Tr (горячий фактор) и (охлажденным фактором – возвратом); Для одноколесной системы – поток теплоносителя G, кг / ч.

Кроме того, в расчетах скорость рабочего движения жидкости (охлаждающая жидкость) – V. Его оптимальное значение находится в диапазоне 0,3-0,7 м / с. Скорость обратно пропорциональна диаметру внутренней трубки.

При скорости воды, равной 0,6 м / с, существует характерный шум в системе, на скорости менее 0,2 м / с, возникают риск воздушных карманов.

Для расчетов необходима еще одна скорость, необходима для расчетов – тепловой поток. Письмо Q, измеренное в ваттах и ​​выражена как количество тепла, передаваемого в единицу времени.

Q (w) = w (j) / t (s)

В дополнение к вышеупомянутым входным данным параметры системы отопления требуются для расчетов – длина каждого эпизода и обозначения устройств, подключенных к нему. Эти данные могут быть собраны для удобства в таблице, пример которого приведен ниже.

Параметры сегмента таблицы

Отметьте разделСтаршая длина в метрахКоличество устройств в сегменте, ПК.
1-21.81.
2-3.3.01.
3-4.2.82.
4-5.2.92.

Расчет диаметров трубы сложен и поэтому легче использовать эталонные таблицы. Их можно найти на веб-сайтах производителей труб, SNIP или специальной литературы.

Установщики при выборе диаметра труб они направляют принцип, возникающий в результате анализа большого количества систем отопления. Однако это относится только к мелким домам и частным жилью. Почти все котлы оснащены мощностью и возвратами соединений ¾ и ½ “. Это труба, которая используется для установки до первой ветки. Размер трубы затем уменьшен одним ростом в каждом эпизоде.

Вычисление местных сопротивлений

В трубе и фитинги есть местное сопротивление. Значение этих показателей влияет:

    шероховатость внутренней поверхности трубы; наличие расширения или усадки внутреннего диаметра трубы; изгибаться; длина; Наличие и количество тройников, шаровых клапанов, балансировочное оборудование.

Сопротивление рассчитывается для каждого сечения фиксированным диаметром и постоянной интенсивностью потока теплоносителя (в соответствии с балансом сгорания).

Входные данные для расчетов:

    Длина рассчитанного поперечного сечения – л, м Диаметр трубы – D, мм Данная скорость охлаждающей жидкости – U, мм Характеристики регуляторных клапанов, поставляемых производителем; Коэффициент трения (зависит от материала трубки), λ Потеря трения – ΔPL, PA Плотность охлаждающей жидкости (рассчитанная) – ρ = 971,8 кг / м 3 Толщина стенки трубки – DN х ​​Δ, мм Замена шероховатости трубки – ке, мм.
Читайте также:  Самостоятельная чистка дерева: описание технологии

Гидравлическое сопротивление – ΔP на сетевой секции рассчитывается в соответствии с Дарси-Вейсбахом.

Символ ξ в формуле является локальным коэффициентом сопротивления.

Если дома есть выпечка, это может согреться только небольшую комнату. Установка радиаторов в частном доме с большой площадью обязательна, потому что в противном случае номера, удаленные из печи, не будут нагреваться.

Этот обзор представляет основные особенности газового котла Buderus.

О том, как запустить газовый котел, мы расскажем об этой статье.

Гидравлическая увязка

Выравнивание различий давления в установке нагрева происходит с помощью регулировки и запорных клапанов.

Гидравлическая балансировка системы основана на:

    Расчетная нагрузка (скорость массового расхода отопительного агента); Количество местного сопротивления в данном расположении; Количество местного сопротивления в рассматриваемой области; Количество местного сопротивления в рассматриваемой области; – Технические характеристики аксессуаров.

Настройка характеристик – падение давления, крепление, емкость потока – установлены для каждого клапана. Они используются для определения коэффициентов потока теплоносителя в каждой вертикальной линии, а затем в каждом устройстве.

Падение давления прямо пропорционально квадратам потока охлаждающего агента и измеряется в кг / ч, где

S – это продукт динамического соответствующего давления, выраженного в PA / (кг / ч), а также коэффициент восстановления для поперечного сечения локального сопротивления (ξp).

Сниженный коэффициент ξp – сумма всего сопротивления локальной макеты.

Определение потерь

Гидравлическое сопротивление основной петли является суммой потери его компонентов:

    Первичная цепь – ΔPLK; Локальные системы, Δplm; Теплогенератор ΔPTG; Теплообменник Δpto.

Гидравлический расчет системы отопления – пример расчета

В качестве примера давайте рассмотрим двухуготичную гравитационную установку нагрева.

Входные данные для расчетов:

    Дизайн тепловой нагрузки установки – QD. = 133 кВт; Параметры макета – TG = 75 0 C, до = 60 0 C; Поток охлаждающего агента (поток дизайна) – VCO = 7,6 м 3 / ч; Подключение нагревательной установки к котлам происходит через гидравлический сепарацию горизонтального типа. Автоматизация каждого из котлов поддерживает фиксированную выходную температуру охлаждающего агента в течение года – T = 80 0 C. Автоматический регулятор передачи давления устанавливается на входе каждого распределителя; Установка нагревателя дистрибьютора изготовлена ​​из пластиковых труб, а теплоснабжение к сепараторам происходит со стальными трубами (водой и газом).

Диаметры секции трубы выбираются в соответствии с номограммой для заданной скорости жидкости 0,4-0,5 м / с.

В разделе 1 клапан DN 65 установлен. Его прочность в соответствии с информацией производителя составляет 800 Па.

В разделе 1А используется фильтр диаметра диаметром 65 мм и 55 м3 / ч. Сопротивление этого элемента составит:

0,1 x (Г / кв) x 2 = 0,1 x (7581/55) x 2 = 1900 Па.

Варианты двухтрубной системы отопления

Трехходовой клапан с dy = 40 мм и kv = 25 м3 / ч будет иметь перепад давления 9200 Па.

Суммарный перепад давления в системе отопления составит 21 514 Па или примерно 21,5 кПа.

Самодельная печь подойдет для обогрева дачи или хозпостройки. Плита из газового баллона своими руками – смотрите инструкцию по изготовлению.

Как собрать пресс для топливных брикетов своими руками, вы узнаете из этой статьи.

Остальные части системы отопления коллектора рассчитываются аналогично. При расчете системы отопления от распределителя главное циркуляционное кольцо выбирается через наиболее нагруженный нагревательный прибор. Гидравлические расчеты выполняются по первому направлению.

Видео на тему

Сначала рассчитай, а потом собирай. Гидравлический расчет системы отопления.

Даже самые новые и инновационные отопительные приборы, установленные в доме, могут оказаться бесполезными, потому что они не могут взаимодействовать в рамках одного отопительного комплекса. Связующим звеном между многочисленными узлами и элементами системы отопления является теплоноситель и его оптимальный гидравлический режим. Если собственник многоквартирного дома решил создать экономичную и эффективную систему отопления, ему необходимо знать, как произвести гидравлический расчет системы отопления.

Этапы проектирования отопительных систем

Гидравлические расчеты, наряду с тепловыми, считаются одними из основных в процессе создания функциональной системы отопления дома. Основная задача гидравлических расчетов – убедиться, что рассчитанные затраты соответствуют фактической производительности. Объем циркулирующего в сети теплоносителя должен создавать устойчивый тепловой баланс, обеспечивающий необходимую санитарную температуру внутри здания.

Гидравлический расчет системы отопления состоит из расчетной системы, которая может установить важные характеристики тепловой сети:

    Минимально допустимые внутренние диаметры труб и объем теплоносителя, который может пройти через выбранный диапазон и размер трубопроводов; Все гидравлические потери в расчетных сечениях; условия гидромеханической регулировки; Общие потери в напоре воды; оптимизированное количество воды.
Читайте также:  Преимущества и недостатки инфракрасного обогревателя - отзывы, мнения врачей и специалистов

На основании полученных расчетных данных производится подбор электронасосов и типоразмеров прямых и обратных труб.

Гидравлический расчет системы отопления: цели и задачи

Практическая цель этих расчетов – определение внутреннего диаметра труб и перепада давления в сети, чтобы профессионально подобрать электронасос, который обеспечит безопасную циркуляцию теплоносителя.

Диаметр трубы должен обеспечивать радиатор достаточным количеством отопительной воды, чтобы он мог работать с номинальной мощностью. При этом необходимо учитывать скорость циркуляции теплоносителя, которая должна быть в пределах 0,2 – 0,5 л / с, а разница температур на входе и выходе воды из радиатора должна быть 15- 20 С.

Чем дальше радиатор находится от котла, тем большее расстояние должна пройти жидкость и тем выше водонепроницаемость. Для корректировки потока воды следует использовать трубы разного диаметра.

Технология выполнения гидравлического расчета системы отопления

Перед тем, как приступить к гидравлическим расчетам системы отопления, необходимо провести тепловые расчеты отопительного объекта с определением теплового баланса и мощности основных устройств: котла и отопительных приборов. Если эти данные недоступны, следует использовать приблизительный метод определения размера отапливаемой площади на основе коэффициента: 1 кВт на 10 м2. Эта формула хорошо работает для объектов, расположенных в центральных регионах России, соответствующие повышающие / понижающие коэффициенты вводятся для северных и южных регионов.

Затем приступайте непосредственно к выполнению гидравлических расчетов.

Стандартная схема расчета:

    Составьте аксонометрическую схему; Запишите на чертеже тепловую мощность каждого устройства (кВт); Определение объемных расходов отопительной воды и внутренних труб D; рассчитать полное сопротивление сети; Выбрать электронасос; рассчитать расширительный бачок.

Гидравлический расчет однотрубной и двухтрубной системы

Чтобы определить потери потока в сети, сеть делится на ветви. Одна ветвь – это расстояние от источника тепла до каждого нагревательного прибора. Они, в свою очередь, делятся на расчетные участки – части труб с одинаковым объемом потока сетевой воды. Для каждого такого участка определяется температура теплоносителя, перепад температур, общий тепловой поток – сумма мощности всех радиаторов, установленных на этом участке сети. Необходимо учитывать местные сопротивления в виде запорной арматуры, арматуры, тройников и других элементов установки.

Для однотрубных / двухтрубных систем отопления с простой геометрией контура и небольшим количеством радиаторов расчет можно произвести вручную с помощью калькулятора. Для более сложных схем разветвленной тепловой сети – программными методами.

Объемный расход отопительной воды определяется по формуле:

    Mt – общая мощность тепловой сети, определенная на основании расчетов или проектирования централизованного теплоснабжения, кВт; Sr – физическая величина теплоемкости воды, кДж / (кг x С); ΔT – разность температур на входе / выходе горячей воды из котлоагрегата, С.

Скорость жидкой среды, циркулирующей в магистралях:

    Pt – расчетный расход воды на расчетном участке, кг / с; ρ – плотность жидкой среды, кг / м3; Ps – площадь поперечного сечения трубопровода, м2

S – потери воды в трубопроводе определяются:

    R – справочные данные для удельных потерь на трение в трубах, Па / м; Dt – длина трубопровода, м.

ΔPm. s = Σξ x (V² / 2) x ρ

    Σξ – сумма потерь; V – скорость воды м / сек.

Системы с естественной циркуляцией

При проведении гидравлических расчетов следует учитывать только внутренний диаметр труб и их номинальный диаметр – DN. Для таких систем действуют следующие рекомендации:

    Длина горизонтального трубопровода не должна превышать 20 м. Диаметр магистрального трубопровода от источника тепла предполагается диаметром не менее 50 мл. Подобный диаметр трубопровода предполагается для отдельных секций алюминиевых радиаторов. Для разветвления с количеством радиаторов от 25-35 шт., DN = 40 мм. А для патрубков с количеством радиаторов 10-25 шт., DN = 25 мм. И для ответвлений с количеством радиаторов до 10 шт., DN = 20 мм.

На каждые 10 м плоской поверхности без нагревателей в DN необходимо добавить еще 1/2 дюйма, чтобы снизить скорость циркуляции воды и потерю напора по длине.

Системы с принудительной циркуляцией

В установках с принудительной подачей среды, подаваемой электронасосом, DN труб напрямую зависит от скорости циркуляции воды, состояния внутренней шероховатости труб или материала, из которого они изготовлены. Полимерные или медные трубы имеют более низкое значение D, чем стальные.

Во избежание шума от системы отопления скорость циркуляции воды для DN 10–20 мм должна быть ограничена до 1,5–1,0 м / с.

Расчет по отапливаемой площади

Наиболее точный гидравлический расчет системы обогрева основан на размерах обогреваемой поверхности объекта. Кроме того, учитываются размеры оконных и дверных проемов, теплоизоляция здания и крыши, а также климатическое расположение здания.

Читайте также:  Интересные идеи отделки балкона (65 фото)

С помощью таких расчетов не только правильно подбирается диаметр канала и длина трубопроводов, но и устанавливается балансировка установки с радиаторными клапанами.

Имея суммарный КПД всех радиаторов, определите его по формуле выше:

Например, для дома площадью 150 м2 минимальная мощность тепловой сети составляет 15 кВт, тогда расход хладагента составит 0,239 л / с или 14,34 л / мин.

Для обеспечения вышеуказанных условий необходимо подобрать трубы подходящего диаметра. Это можно сделать с помощью приведенной ниже таблицы.

Он показывает общую мощность радиаторов, которую труба может снабжать теплом.

Для объектов с отапливаемой площадью до 200 м2 с принудительной циркуляцией и установленными терморадиаторными клапанами можно не проводить полные гидравлические расчеты, а подбирать диаметры труб в соответствии с таблицей ниже.

Расчет расширительного бака

Для расчета рабочего объема расширительного бака нужно определить общий объем отопительной системы.

Вместимость бака рассчитывается по формуле

orb = (O цис x E) / E

    O cis – общий внутренний объем сети; E – коэффициент расширения водной среды; E – КПД бака.

Объем системы теплоснабжения определить очень сложно. Поэтому для примерного расчета можно принять соотношение 1,0 кВт – 15,0 л.

Например, тепловая нагрузка дома составляет 40 кВт, тогда Ocis = 15 x 40 = 600 литров. Вы можете использовать онлайн-расчет, чтобы упростить расчеты. Для этих условий онлайн-расчеты показывают, что минимальная емкость бака должна составлять 91 литр.

Возможные модификации танка, соответствующие полученным расчетам:

    Wester Heating 100, 5508 руб; WRV 100, 6100 руб; STOUT 100, 5084 руб.

Предварительная балансировка системы

Профессионально выполненные гидравлические расчеты определяют, в каких контурах расход теплоносителя будет большим. Это важно, потому что при несбалансированной системе отопление дома в отдельных комнатах будет неравномерным. Если расчеты показывают, что потери напора в циркуляционных контурах сильно различаются, их можно скорректировать установкой дополнительных клапанов.

Если в сети не выполняется гидравлическая балансировка, тепло будет передаваться в основном котлу от первой батареи, а самые экстремальные останутся холодными.

Первый способ балансировки достаточно точен, требует проектирования и гидравлического расчета тепловой сети с указанием расходов теплоносителя в каждом ответвлении трубы. Без него невозможно точно сбалансировать сеть. Второй способ осуществляется с помощью регулирующих клапанов, встроенных в каждую секцию или стояк. Третье происходит с помощью специального электронного устройства, подключенного к управляющей арматуре.

Обзор программ для гидравлических вычислений

В первую очередь, чтобы упростить гидравлические расчеты внутренних систем отопления, лучше прибегать к узкоспециализированным программам. Но их немного, хотя есть из чего выбирать. Некоторые из них бесплатны, а некоторые представляют собой демонстрационные версии.

Самые популярные программы для расчета гидравлики тепловой сети:

«Oventrop CO» – программа способна справиться с расчетами загородного дома по однотрубной / двухтрубной системе. Он имеет широкий спектр возможностей: от выбора размеров трубы до проведения анализа расхода. Все результаты можно перенести в Windows, программа работает бесплатно. «Instal-Therm HCR может рассчитать схему радиаторной системы и внешнего отопления. Он также включает в себя 3 другие программы: San для любой воды, Heat & Energy для определения потерь тепла и Scan для анализа схем отопления. Распространяется бесплатно. заряжать как пробную версию. “HERZ C. O.” – Бесплатное программное обеспечение для гидравлических расчетов одно – и двухтрубных водогликолевых систем отопления в новых и модернизируемых зданиях. Программа имеет сертификат CSPC Sp. z o. o.

Фотографии по тексту для наглядности о сказанном

Дифференциальная потеря высоты при внезапном расширении

Потеря напора из-за внезапного расширения трубы

Расчет гидравлического сопротивления в тепловой сети

Схема гидравлического расчета участка сети

Формулы расчета греющих кабелей D.

Выбор расширительного бака

Таким образом, можно сделать вывод, что гидравлический расчет тепловой сети – очень важная и ответственная процедура проектирования систем теплоснабжения любого объекта, от небольшого коттеджа в загородном доме до жилой площади в несколько десятков тысяч кв. квадратные метры. В первую очередь такие расчеты помогают правильно подобрать все необходимые устройства, а также запорную и регулирующую арматуру, чтобы обеспечить оптимальные рабочие характеристики тепловой сети.

Оцените статью
Добавить комментарий