Šildymo sistemos hidraulinis skaičiavimas naudojant konkretų pavyzdį

Šildymas, pagrįstas karšto vandens cirkuliacija, yra labiausiai paplitęs privataus namo įrengimo variantas.Kompetentingam sistemos kūrimui būtina turėti išankstinius analizės rezultatus, vadinamąjį šildymo sistemos hidraulinį skaičiavimą, susiejantį slėgį visose tinklo atkarpose su vamzdžių skersmenimis.

Pateiktame straipsnyje išsamiai aprašoma skaičiavimo metodika. Norėdami geriau suprasti veiksmų algoritmą, pažvelgėme į skaičiavimo procedūrą naudodami konkretų pavyzdį.

Laikantis aprašytos sekos, bus galima nustatyti optimalų vamzdyno skersmenį, šildymo prietaisų skaičių, katilo galią ir kitus sistemos parametrus, reikalingus efektyviam individualiam šilumos tiekimui organizuoti.

Hidraulinio skaičiavimo samprata

Šildymo sistemų technologinės plėtros lemiamas veiksnys buvo įprastas energijos taupymas. Noras sutaupyti verčia atidžiau žiūrėti į namo šildymo projektavimą, medžiagų pasirinkimą, įrengimo būdus ir eksploatavimą.

Todėl, jei nuspręsite sukurti unikalią ir pirmiausia ekonomišką savo buto ar namo šildymo sistemą, rekomenduojame susipažinti su skaičiavimo ir projektavimo taisyklėmis.

Prieš apibrėždami hidraulinį sistemos skaičiavimą, turite aiškiai ir aiškiai suprasti, kad buto ar namo individuali šildymo sistema paprastai yra daug didesnė už didelio pastato centrinio šildymo sistemą.

Asmeninė šildymo sistema yra pagrįsta iš esmės skirtingu požiūriu į šilumos ir energijos išteklių sąvokas.

Hidraulinio skaičiavimo esmė yra ta, kad aušinimo skysčio srauto greitis nėra nustatomas iš anksto reikšmingai priartinant prie realių parametrų, o nustatomas susiejant vamzdynų skersmenis su slėgio parametrais visuose sistemos žieduose.

Pakanka atlikti trivialų šių sistemų palyginimą pagal šiuos parametrus.

1. Centrinio šildymo sistema (katilinė-namas-butas) paremta standartinių tipų energijos nešikliais - anglimi, dujomis. Autonominėje sistemoje galite naudoti beveik bet kokią medžiagą, kuri turi didelę savitąją degimo šilumą, arba kelių skystų, kietų ar granuliuotų medžiagų derinį.
2. DSP yra pastatytas ant įprastų elementų: metalinių vamzdžių, „gremėzdiškų“ baterijų, uždarymo vožtuvų. Individuali šildymo sistema leidžia derinti įvairius elementus: kelių sekcijų radiatorius su geru šilumos perdavimu, aukštųjų technologijų termostatus, įvairių tipų vamzdžiai (PVC ir vario), čiaupai, kištukai, jungiamosios detalės ir žinoma mūsų pačių ekonomiškesni katilai, cirkuliaciniai siurbliai.
3. Jei pateksite į tipinio skydinio namo, pastatyto prieš 20–40 metų, butą, pamatysime, kad šildymo sistema priklauso nuo to, kad kiekviename buto kambaryje po langu yra 7 sekcijų akumuliatorius ir vertikalus vamzdis. visas namas (aukštynas), su kuriuo galima „bendrauti“ su kaimynais viršuje/apačioje. Autonominė šildymo sistema (AHS) leidžia pastatyti bet kokio sudėtingumo sistemą, atsižvelgiant į individualius buto gyventojų pageidavimus.
4. Skirtingai nuo DSP, atskiroje šildymo sistemoje atsižvelgiama į gana įspūdingą parametrų, turinčių įtakos perdavimui, energijos suvartojimui ir šilumos nuostoliams, sąrašą. Aplinkos temperatūros sąlygos, reikalingas temperatūros diapazonas patalpose, patalpos plotas ir tūris, langų ir durų skaičius, patalpų paskirtis ir kt.

Taigi, šildymo sistemos hidraulinis skaičiavimas (HRSO) yra sąlyginis apskaičiuotų šildymo sistemos charakteristikų rinkinys, kuriame pateikiama išsami informacija apie tokius parametrus kaip vamzdžio skersmuo, radiatorių skaičius ir vožtuvai.

Tokio tipo radiatoriai buvo montuojami daugumoje posovietinės erdvės skydinių namų. Akivaizdu, kad sutaupoma medžiagų ir trūksta dizaino idėjų

GRSO leidžia teisingai parinkti vandens žiedinį siurblį (šildymo katilą), skirtą karštam vandeniui transportuoti į galutinius šildymo sistemos elementus (radiatorius) ir dėl to turėti labiausiai subalansuotą sistemą, kuri tiesiogiai įtakoja finansines investicijas į namų šildymą. .

Kitas DSP šildymo radiatorių tipas. Tai universalesnis produktas, kuriame gali būti bet koks šonkaulių skaičius. Tokiu būdu galite padidinti arba sumažinti šilumos mainų plotą

Skaičiavimo etapų seka

Kalbėdami apie šildymo sistemos skaičiavimą, pastebime, kad ši procedūra yra labiausiai prieštaringa ir svarbiausia dizaino požiūriu.

Prieš atlikdami skaičiavimą, turite atlikti preliminarią būsimos sistemos analizę, pavyzdžiui:

• nustatyti šilumos balansą visame ir konkrečiai kiekviename buto kambaryje;
• patvirtinti termostatus, vožtuvus ir slėgio reguliatorius;
• pasirinkti radiatorius, šilumos mainų paviršiai, šilumos perdavimo plokštės;
• nustatyti sistemos sritis su didžiausiu ir mažiausiu aušinimo skysčio srautu.

Be to, būtina nustatyti bendrą aušinimo skysčio transportavimo schemą: pilna ir maža grandinė, vieno vamzdžio sistema arba dviejų vamzdžių pagrindinis.

Atlikdami hidraulinį skaičiavimą, gauname keletą svarbių hidraulinės sistemos charakteristikų, kurios suteikia atsakymus į šiuos klausimus:

• kokia turėtų būti šildymo šaltinio galia;
• koks yra aušinimo skysčio srautas ir greitis;
• koks reikalingas magistralinio šildymo vamzdyno skersmuo;
• kokie galimi šilumos nuostoliai ir paties aušinimo skysčio masė.

Kitas svarbus hidraulinio skaičiavimo aspektas yra visų sistemos dalių (šakų) balansavimo (susiejimo) procedūra esant ekstremalioms šiluminėms sąlygoms naudojant valdymo įtaisus.

Yra keletas pagrindinių šildymo gaminių tipų: ketaus ir aliuminio kelių sekcijų, plieninės plokštės, bimetaliniai radiatoriai ir kovektoriai. Tačiau labiausiai paplitę yra aliuminio kelių sekcijų radiatoriai

Dujotiekio magistralinio vamzdyno projektinė zona yra atkarpa su pastoviu paties magistralinio skersmens, taip pat nuolatiniu karšto vandens srautu, kuris nustatomas pagal patalpų šilumos balanso formulę. Projektavimo zonų sąrašas prasideda nuo siurblio arba šilumos šaltinio.

Pradinių sąlygų pavyzdys

Norėdami tiksliau paaiškinti visas hidraulinio skaičiavimo detales, paimkime konkretų įprastos gyvenamosios patalpos pavyzdį. Turime klasikinį 2 kambarių butą skydiniame name, kurio bendras plotas 65,54 m2.²Jame yra du kambariai, virtuvė, atskiras tualetas ir vonia, dvivietis koridorius, balkonas su dviem lovomis.

Po paleidimo gavome tokią informaciją apie buto parengtį.Aprašytame bute yra sienos iš monolitinių gelžbetoninių konstrukcijų, apdorotų glaistu ir gruntu, profiliniai langai su dviejų kamerų stiklu, presuotos vidaus durys, vonios grindys – keraminės plytelės.

Tipiškas 9 aukštų skydinis namas su keturiais įėjimais. Kiekviename aukšte yra 3 butai: vienas 2 kambarių ir du 3 kambarių. Butas yra penktame aukšte

Be to, pateiktame korpuse jau sumontuota varinė instaliacija, skirstytuvai ir atskiras skydas, dujinė viryklė, vonia, praustuvas, tualetas, šildomas rankšluosčių džiovintuvas, kriauklė.

O svarbiausia – svetainėse, vonioje ir virtuvėje jau yra aliuminio šildymo radiatoriai. Klausimas dėl vamzdžių ir katilo lieka atviras.

Kaip renkami duomenys

Hidraulinis sistemos skaičiavimas dažniausiai grindžiamas skaičiavimais, susijusiais su šildymo apskaičiavimu pagal patalpos plotą.

Todėl būtina turėti šią informaciją:

• kiekvieno atskiro kambario plotas;
• langų ir durų jungčių matmenys (vidaus durys praktiškai neturi įtakos šilumos nuostoliams);
• klimato sąlygos, regiono ypatumai.

Toliau vadovausimės šiais duomenimis. Bendro naudojimo patalpų plotas - 18,83 m², miegamasis - 14,86 m², virtuvė - 10,46 m², balkonas - 7,83 m² (suma), koridorius - 9,72 m² (kiekis), vonios kambarys - 3,60 m², tualetas - 1,5 m². Įėjimo durys - 2,20 m², bendrojo kambario langas - 8,1 m², miegamojo langas - 1,96 m², virtuvės langas - 1,96 m².

Buto sienų aukštis 2 metrai 70 cm.Išorinės sienos iš B7 klasės betono plius vidinis tinkas, 300mm storio. Vidinės sienos ir pertvaros - laikančiosios 120 mm, paprastos - 80 mm. Grindys ir atitinkamai lubos pagamintos iš 200 mm storio B15 klasės betoninių grindų plokščių.

Šio buto išplanavimas suteikia galimybę sukurti vieną šildymo atšaką, einantį per virtuvę, miegamąjį ir svetainę, kuri užtikrins vidutinę 20-22⁰C temperatūrą kambariuose (+)

O aplinka? Butas yra name, esančiame mažo miestelio mikrorajono viduryje. Miestas išsidėstęs tam tikroje žemumoje, aukštis virš jūros lygio 130-150 m Klimatas vidutinio žemyno su vėsiomis žiemomis ir gana šiltomis vasaromis.

Vidutinė metinė temperatūra +7,6°C. Vidutinė sausio mėnesio temperatūra –6,6°C, liepos +18,7°C. Vėjas - 3,5 m/s, vidutinė oro drėgmė - 74%, krituliai 569 mm.

Analizuojant regiono klimato sąlygas, reikia pažymėti, kad susiduriame su plačiu temperatūrų diapazonu, o tai savo ruožtu įtakoja specialų reikalavimą sureguliuoti buto šildymo sistemą.

Šilumos generatoriaus galia

Vienas iš pagrindinių šildymo sistemos komponentų yra katilas: elektrinis, dujinis, kombinuotas - šiuo metu tai nesvarbu. Nes mums svarbi jo pagrindinė charakteristika – galia, tai yra energijos kiekis per laiko vienetą, kuris bus sunaudotas šildymui.

Pačio katilo galia nustatoma pagal šią formulę:

Wboiler = (Sroom*Wshare) / 10,

Kur:

• Vieta - visų patalpų, kurias reikia šildyti, plotų suma;
• Wdel - specifinė galia, atsižvelgiant į vietos klimato sąlygas (todėl reikėjo žinoti regiono klimatą).

Paprastai apie skirtingas klimato zonas turime šiuos duomenis:

• šiauriniai regionai — 1,5 — 2 kW/m²;
• centrinė zona — 1 — 1,5 kW/m²;
• pietiniai regionai — 0,6 — 1 kW/m².

Šie skaičiai gana savavališki, tačiau vis dėlto pateikia aiškų skaitinį atsakymą dėl aplinkos įtakos buto šildymo sistemai.

Šiame žemėlapyje pavaizduotos klimato zonos su skirtingais temperatūros režimais. Korpuso padėtis zonos atžvilgiu lemia, kiek energijos reikia išleisti kvadratiniam metrui kWatų energijos (+) šildyti.

Buto ploto, kurį reikia šildyti, dydis yra lygus bendram buto plotui ir yra lygus, tai yra 65,54-1,80-6,03 = 57,71 m2 (atėmus balkoną). Savitoji katilo galia centriniam regionui šaltomis žiemomis yra 1,4 kW/m2. Taigi mūsų pavyzdyje šildymo katilo skaičiuojama galia lygi 8,08 kW.

Dinaminiai aušinimo skysčio parametrai

Mes pereiname prie kito skaičiavimo etapo - aušinimo skysčio suvartojimo analizės. Daugeliu atvejų buto šildymo sistema skiriasi nuo kitų sistemų – tai lemia šildymo skydų skaičius ir vamzdyno ilgis. Slėgis naudojamas kaip papildoma „varomoji jėga“ srautui vertikaliai per sistemą.

Privačiuose vieno ir kelių aukštų namuose, senuose skydiniuose daugiabučiuose naudojamos aukšto slėgio šildymo sistemos, kurios leidžia transportuoti šilumą išskiriančią medžiagą į visas šakotos daugiažiedės šildymo sistemos dalis ir pakelti vandenį į viso pastato aukščio (iki 14 aukšto).

Priešingai, paprastas 2 ar 3 kambarių butas su autonominiu šildymu neturi tokios sistemos žiedų ir šakų įvairovės, jame yra ne daugiau kaip trys grandinės.

Tai reiškia, kad aušinimo skystis transportuojamas naudojant natūralų vandens tekėjimo procesą. Bet jūs taip pat galite naudoti cirkuliaciniai siurbliai, šildymas tiekiamas dujiniu/elektriniu katilu.

Didesnėms nei 100 m patalpoms šildyti rekomenduojame naudoti cirkuliacinį siurblį². Siurblys gali būti montuojamas tiek prieš, tiek po katilo, bet dažniausiai jis montuojamas „grįžtamojoje“ pusėje – žemesnė skysčio temperatūra, mažesnis orumas, ilgesnis siurblio tarnavimo laikas

Šildymo sistemų projektavimo ir montavimo specialistai apibrėžia du pagrindinius aušinimo skysčio tūrio skaičiavimo metodus:

1. Pagal faktinį sistemos pajėgumą. Be išimties sumuojami visi ertmių, kuriose tekės karšto vandens srautas, tūriai: atskirų vamzdžių sekcijų, radiatorių sekcijų ir kt. Bet tai gana daug darbo reikalaujantis variantas.
2. Pagal katilo galią. Čia ekspertų nuomonės labai skiriasi, vieni sako, kad 10, kiti 15 litrų vienam katilo galios vienetui.

Žvelgiant iš pragmatiškos pusės, reikia atsižvelgti į tai, kad greičiausiai šildymo sistema ne tik tieks karštą vandenį į kambarį, bet ir pašildys vandenį voniai/dušui, praustuvui, kriauklei ir džiovintuvui, o gal hidromasažas arba sūkurinė vonia. Ši parinktis yra paprastesnė.

Todėl šiuo atveju rekomenduojame nustatyti 13,5 litro galios vienetui. Padauginus šį skaičių iš katilo galios (8,08 kW) gauname numatomą vandens masės tūrį - 109,08 litro.

Apskaičiuotas aušinimo skysčio greitis sistemoje yra būtent parametras, leidžiantis pasirinkti tam tikrą šildymo sistemos vamzdžio skersmenį.

Jis apskaičiuojamas pagal šią formulę:

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

Kur:

• W - katilo galia;
• t - tiekiamo vandens temperatūra;
• į — vandens temperatūra grįžtamojoje grandinėje;
• k — katilo naudingumo koeficientas (dujiniam katilui 0,95).

Pakeitus apskaičiuotus duomenis į formulę, gauname: (0,86 * 8080 * 0,95)/80-60 = 6601,36/20 = 330 kg/val.Taigi per vieną valandą per sistemą prabėga 330 litrų aušinimo skysčio (vandens), o sistemos talpa yra apie 110 litrų.

Vamzdžio skersmens nustatymas

Norint pagaliau nustatyti šildymo vamzdžių skersmenį ir storį, belieka aptarti šilumos nuostolių klausimą.

Maksimalus šilumos kiekis iš patalpos išeina per sienas - iki 40%, per langus - 15%, grindys - 10%, visa kita per lubas/stogą. Butui būdingi nuostoliai daugiausia per langus ir balkono modulius

Šildomose patalpose yra keletas šilumos nuostolių tipų:

1. Vamzdžio srauto slėgio praradimas. Šis parametras yra tiesiogiai proporcingas specifinių trinties nuostolių vamzdžio viduje (pateikiamas gamintojo) ir viso vamzdžio ilgio sandaugai. Tačiau atsižvelgiant į dabartinę užduotį, į tokius nuostolius galima nepaisyti.
2. Slėgio nuostoliai esant vietinėms vamzdžių varžoms — šilumos sąnaudos armatūroje ir vidinėje įrangoje. Tačiau atsižvelgiant į problemos sąlygas, nedidelį montavimo posūkių skaičių ir radiatorių skaičių, tokių nuostolių galima nepaisyti.
3. Šilumos nuostoliai pagal buto vietą. Yra ir kita šiluminių sąnaudų rūšis, tačiau ji labiau susijusi su patalpos vieta, palyginti su likusia pastato dalimi. Paprastam butui, kuris yra namo viduryje ir yra greta kitų butų kairėje/dešinėje/viršuje/apačioje, šilumos nuostoliai per šonines sienas, lubas ir grindis yra beveik lygūs „0“.

Į nuostolius galite atsižvelgti tik per priekinę buto dalį – balkoną ir centrinį bendrojo kambario langą. Tačiau šią problemą galima išspręsti pridedant 2–3 dalis prie kiekvieno radiatorių.

Vamzdžio skersmuo parenkamas pagal aušinimo skysčio debitą ir jo cirkuliacijos greitį šilumos trasoje

Analizuojant aukščiau pateiktą informaciją, verta atkreipti dėmesį į tai, kad apskaičiuotam karšto vandens greičiui šildymo sistemoje yra žinoma, kad lentelėje nurodytas vandens dalelių judėjimo greitis vamzdžio sienelės atžvilgiu horizontalioje padėtyje yra 0,3-0,7 m/s.

Norėdami padėti meistrui, pateikiame vadinamąjį kontrolinį sąrašą, skirtą atlikti tipinio šildymo sistemos hidraulinio skaičiavimo skaičiavimus:

• katilo galios duomenų rinkimas ir skaičiavimas;
• aušinimo skysčio tūris ir greitis;
• šilumos nuostoliai ir vamzdžio skersmuo.

Kartais, atlikdami skaičiavimus, galite gauti pakankamai didelį vamzdžio skersmenį, kad padengtų apskaičiuotą aušinimo skysčio tūrį. Šią problemą galima išspręsti padidinus katilo darbinį tūrį arba pridedant papildomą išsiplėtimo baką.

Mūsų svetainėje yra straipsnių blokas, skirtas šildymo sistemos skaičiavimui, rekomenduojame perskaityti:

1. Šildymo sistemos terminis skaičiavimas: kaip teisingai apskaičiuoti sistemos apkrovą
2. Vandens šildymo apskaičiavimas: formulės, taisyklės, įgyvendinimo pavyzdžiai
3. Pastato šilumos inžinerinis skaičiavimas: skaičiavimų atlikimo specifika ir formulės + praktiniai pavyzdžiai

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Natūralios ir priverstinės šildymo sistemų aušinimo skysčio cirkuliacijos sistemų savybės, privalumai ir trūkumai:

Apibendrinant atliktus hidraulinius skaičiavimus, gautos konkrečios fizikinės būsimos šildymo sistemos charakteristikos.

Žinoma, tai yra supaprastinta skaičiavimo schema, kurioje pateikiami apytiksliai duomenys apie tipinio dviejų kambarių buto šildymo sistemos hidraulinius skaičiavimus.

Ar bandote patys atlikti hidraulinius šildymo sistemos skaičiavimus? O gal nesutinkate su pateikta medžiaga? Laukiame jūsų komentarų ir klausimų – atsiliepimų blokas yra žemiau.