Lämmitysjärjestelmän hydraulinen laskenta tietyllä esimerkillä

Kuuman veden kiertoon perustuva lämmitys on yleisin vaihtoehto yksityiskodin järjestämiseen.Järjestelmän asiantuntevaa kehittämistä varten tarvitaan alustavat analyysitulokset, niin sanottu lämmitysjärjestelmän hydraulinen laskelma, joka yhdistää paineen kaikissa verkon osissa putkien halkaisijoiden kanssa.

Esitetyssä artikkelissa kuvataan yksityiskohtaisesti laskentamenetelmä. Ymmärtääksemme paremmin toimintojen algoritmia, tarkastelimme laskentamenettelyä käyttämällä erityistä esimerkkiä.

Noudattamalla kuvattua järjestystä on mahdollista määrittää putkilinjan optimaalinen halkaisija, lämmityslaitteiden lukumäärä, kattilan teho ja muut järjestelmäparametrit, jotka ovat tarpeen tehokkaan yksilöllisen lämmönsyötön järjestämiseksi.

Hydraulisen laskennan käsite

Ratkaiseva tekijä lämmitysjärjestelmien teknologisessa kehityksessä on ollut tavanomainen energiansäästö. Halu säästää rahaa pakottaa meidät suhtautumaan huolellisemmin kodin lämmityksen suunnitteluun, materiaalien valintaan, asennusmenetelmiin ja toimintaan.

Siksi, jos päätät luoda ainutlaatuisen ja ensisijaisesti taloudellisen lämmitysjärjestelmän asuntoosi tai taloosi, suosittelemme, että tutustut laskenta- ja suunnittelusääntöihin.

Ennen kuin määrität järjestelmän hydraulisen laskelman, sinun on ymmärrettävä selvästi ja selkeästi, että asunnon tai talon yksilöllinen lämmitysjärjestelmä sijaitsee perinteisesti suuruusluokkaa korkeammalla kuin suuren rakennuksen keskuslämmitysjärjestelmä.

Henkilökohtainen lämmitysjärjestelmä perustuu olennaisesti erilaiseen lähestymistapaan lämpö- ja energiaresurssien käsitteisiin.

Hydraulisen laskennan ydin on, että jäähdytysnesteen virtausnopeutta ei aseteta etukäteen merkittävällä likiarvolla todellisiin parametreihin, vaan se määritetään yhdistämällä putkistojen halkaisijat paineparametreihin kaikissa järjestelmän renkaissa.

Riittää, kun suoritetaan näiden järjestelmien triviaali vertailu seuraavien parametrien mukaan.

1. Keskuslämmitysjärjestelmä (kattilahuone-talo-asunto) perustuu vakiotyyppisiin energiankantajiin - hiili, kaasu. Autonomisessa järjestelmässä voit käyttää melkein mitä tahansa ainetta, jolla on korkea ominaispalolämpö, ​​tai useiden nestemäisten, kiinteiden tai rakeisten materiaalien yhdistelmää.
2. DSP on rakennettu tavallisille elementeille: metalliputket, "kömpelöt" akut, sulkuventtiilit. Yksilöllinen lämmitysjärjestelmä mahdollistaa monenlaisten elementtien yhdistämisen: moniosaiset patterit, joilla on hyvä lämmönsiirto, huipputekniset termostaatit, erityyppisiä putkia (PVC ja kupari), hanat, tulpat, liittimet ja tietysti omat edullisemmat kattilat, kiertovesipumput.
3. Jos menet tyypillisen 20-40 vuotta sitten rakennetun paneelitalon asuntoon, huomaamme, että lämmitysjärjestelmässä on 7-osainen akku ikkunan alla jokaisessa asunnon huoneessa sekä pystyputki ikkunan läpi. koko talo (riser), jonka kanssa voit "kommunikoida" naapureiden kanssa ylä-/alapuolella. Autonominen lämmitysjärjestelmä (AHS) antaa sinun rakentaa minkä tahansa monimutkaisen järjestelmän ottaen huomioon asunnon asukkaiden yksilölliset toiveet.
4. Toisin kuin DSP, erillinen lämmitysjärjestelmä ottaa huomioon melko vaikuttavan luettelon parametreista, jotka vaikuttavat siirtoon, energiankulutukseen ja lämpöhäviöön. Ympäristön lämpötilaolosuhteet, vaadittava lämpötila-alue huoneissa, huoneen pinta-ala ja tilavuus, ikkunoiden ja ovien lukumäärä, huoneiden käyttötarkoitus jne.

Siten lämmitysjärjestelmän hydraulinen laskenta (HRSO) on ehdollinen joukko lämmitysjärjestelmän laskettuja ominaisuuksia, joka tarjoaa kattavat tiedot sellaisista parametreista kuin putken halkaisija, patterien määrä ja venttiilit.

Tämäntyyppinen jäähdytin asennettiin useimpiin paneelitaloihin Neuvostoliiton jälkeisessä tilassa. Materiaalisäästöt ja suunnitteluideoiden puute ovat ilmeisiä

GRSO antaa sinun valita oikein vesirengaspumpun (lämmityskattilan) kuuman veden kuljettamiseksi lämmitysjärjestelmän lopullisiin elementteihin (patterit) ja lopputuloksena on tasapainoisin järjestelmä, mikä vaikuttaa suoraan talouteen tehtäviin investointeihin kodin lämmitykseen .

Toinen lämmityspatterityyppi DSP:lle. Tämä on monipuolisempi tuote, jossa voi olla mikä tahansa määrä kylkiluita. Näin voit suurentaa tai pienentää lämmönvaihtoaluetta

Laskentavaiheiden järjestys

Lämmitysjärjestelmän laskennasta puhuttaessa huomaamme, että tämä menettely on kiistanalaisin ja suunnittelun kannalta tärkein.

Ennen laskennan suorittamista sinun on suoritettava tulevan järjestelmän alustava analyysi, esimerkiksi:

• luoda lämpötasapaino kaikissa ja erityisesti jokaisessa huoneiston huoneessa;
• hyväksyä termostaatit, venttiilit ja paineensäätimet;
• valitse patterit, lämmönvaihtopinnat, lämmönsiirtopaneelit;
• määrittää järjestelmän alueet, joilla on suurin ja pienin jäähdytysnesteen virtaus.

Lisäksi on tarpeen määrittää yleinen järjestelmä jäähdytysnesteen kuljettamiseksi: täysi ja pieni piiri, yksiputkijärjestelmä tai kaksiputkinen pää.

Hydraulisen laskennan tuloksena saamme useita tärkeitä hydraulijärjestelmän ominaisuuksia, jotka antavat vastaukset seuraaviin kysymyksiin:

• mikä pitäisi olla lämmityslähteen teho;
• mikä on jäähdytysnesteen virtausnopeus ja nopeus;
• mikä on päälämmitysputken halkaisija;
• mitkä ovat mahdolliset lämpöhäviöt ja itse jäähdytysnesteen massa.

Toinen tärkeä näkökohta hydraulisessa laskennassa on järjestelmän kaikkien osien (haarojen) tasapainottaminen (liittäminen) äärimmäisissä lämpöolosuhteissa ohjauslaitteiden avulla.

Lämmitystuotteita on useita päätyyppejä: valurautaa ja alumiinia moniosaiset, teräspaneelit, bimetallipatterit ja kovektorit. Mutta yleisimmät ovat alumiiniset moniosaiset patterit

Putkilinjan päälinjan suunnitteluvyöhyke on osa, jonka itse pääjohdon halkaisija on vakio, sekä jatkuva kuuman veden virtaus, joka määräytyy huoneiden lämpötasapainon kaavalla. Suunnitteluvyöhykkeiden luettelo alkaa pumpusta tai lämmönlähteestä.

Esimerkki alkuehdot

Tarkemman selityksen saamiseksi kaikista hydraulisen laskennan yksityiskohdista otamme konkreettisen esimerkin tavallisesta asuintilasta. Meillä on klassinen 2 huoneen huoneisto paneelitalossa, jonka kokonaispinta-ala on 65,54 m2.²jossa kaksi huonetta, keittiö, erillinen wc ja kylpyhuone, kaksinkertainen käytävä, kahden hengen parveke.

Käyttöönoton jälkeen saimme seuraavat tiedot asunnon valmiudesta.Kuvatussa asunnossa on kittillä ja pohjamaalilla käsitellyistä monoliittisista teräsbetonirakenteista seinät, kaksikammiolasiset profiiliikkunat, puristetut sisäovet, kylpyhuoneen lattiassa keraamiset laatat.

Tyypillinen 9-kerroksinen paneelitalo, jossa on neljä sisäänkäyntiä. Jokaisessa kerroksessa on 3 asuntoa: yksi 2-huoneinen ja kaksi 3-huoneista. Huoneisto sijaitsee viidennessä kerroksessa

Lisäksi esitelty kotelo on jo varustettu kuparijohdoilla, jakajilla ja erillisellä paneelilla, kaasuliesi, kylpyamme, pesuallas, wc, pyyhekuivain ja pesuallas.

Ja mikä tärkeintä, olohuoneissa, kylpyhuoneessa ja keittiössä on jo alumiiniset lämmityspatterit. Kysymys putkista ja kattilasta jää avoimeksi.

Miten dataa kerätään

Järjestelmän hydraulinen laskenta perustuu pääosin laskelmiin, jotka liittyvät huoneen pinta-alaan perustuvaan lämmityslaskelmaan.

Siksi on tarpeen saada seuraavat tiedot:

• kunkin yksittäisen huoneen pinta-ala;
• ikkuna- ja oviliittimien mitat (sisäovilla ei käytännössä ole vaikutusta lämpöhäviöön);
• ilmasto-olosuhteet, alueen erityispiirteet.

Jatkamme seuraavista tiedoista. Yhteinen tila - 18,83 m², makuuhuone - 14,86 m², keittiö - 10,46 m², parveke - 7,83 m² (summa), käytävä - 9,72 m² (määrä), kylpyhuone - 3,60 m², wc - 1,5 m². Sisäovet - 2,20 m², olohuoneen ikkuna - 8,1 m², makuuhuoneen ikkuna - 1,96 m², keittiön ikkuna - 1,96 m².

Asunnon seinien korkeus on 2 metriä 70 cm Ulkoseinät ovat B7-luokan betonia ja sisäkipsiä, paksuus 300 mm. Sisäseinät ja väliseinät - kantavat 120 mm, tavalliset - 80 mm. Lattia ja vastaavasti katto on valmistettu luokan B15 betonilattialaatoista, paksuus 200 mm.

Tämän huoneiston pohjaratkaisu mahdollistaa yhden keittiön, makuuhuoneen ja olohuoneen läpi kulkevan lämmityshaaran, joka varmistaa huoneiden keskilämpötilan 20-22⁰C (+)

Entä ympäristö? Huoneisto sijaitsee talossa, joka sijaitsee keskellä pikkukaupungin mikropiiriä. Kaupunki sijaitsee tietyllä alamaalla, korkeus merenpinnasta on 130-150 m. Ilmasto on kohtalainen mannermainen, talvet viileät ja kesät melko lämpimät.

Vuoden keskilämpötila on +7,6°C. Tammikuun keskilämpötila on -6,6°C, heinäkuun +18,7°C. Tuuli - 3,5 m/s, keskimääräinen ilmankosteus - 74%, sademäärä 569 mm.

Analysoitaessa alueen ilmasto-olosuhteita on huomattava, että kyseessä on laaja lämpötila-alue, mikä puolestaan ​​​​vaikuttaa asunnon lämmitysjärjestelmän säätövaatimuksiin.

Lämmönkehittimen teho

Yksi lämmitysjärjestelmän pääkomponenteista on kattila: sähkö, kaasu, yhdistetty - sillä ei ole väliä tässä vaiheessa. Koska sen pääominaisuus on meille tärkeä - teho, eli lämmitykseen käytetty energiamäärä aikayksikköä kohti.

Itse kattilan teho määritetään alla olevalla kaavalla:

Wboiler = (Sroom*Wshare) / 10,

Missä:

• Paikka - kaikkien lämmitystä vaativien huoneiden pinta-alojen summa;
• Wdel — ominaisteho ottaen huomioon sijainnin ilmasto-olosuhteet (siksi alueen ilmasto oli tarpeen tuntea).

Meillä on tyypillisesti seuraavat tiedot eri ilmastovyöhykkeistä:

• pohjoiset alueet — 1,5 — 2 kW/m²;
• keskivyöhyke — 1 — 1,5 kW/m²;
• eteläiset alueet — 0,6 — 1 kW/m².

Nämä luvut ovat melko mielivaltaisia, mutta antavat kuitenkin selkeän numeerisen vastauksen ympäristön vaikutuksesta asunnon lämmitysjärjestelmään.

Tämä kartta näyttää ilmastovyöhykkeet, joilla on erilaiset lämpötilat. Kotelon sijainti vyöhykkeeseen nähden määrittää, kuinka paljon energiaa tarvitaan lämmitykseen neliömetrin kWatt energiaa (+)

Asunnon lämmitettävä pinta-ala on yhtä suuri kuin asunnon kokonaispinta-ala ja on yhtä suuri, eli 65,54-1,80-6,03 = 57,71 m2 (miinus parveke). Keskialueen kattilan ominaisteho kylminä talvina on 1,4 kW/m2. Näin ollen esimerkissämme lämmityskattilan laskennallinen teho vastaa 8,08 kW.

Jäähdytysnesteen dynaamiset parametrit

Siirrymme laskelmien seuraavaan vaiheeseen - jäähdytysnesteen kulutuksen analysointiin. Useimmissa tapauksissa asunnon lämmitysjärjestelmä eroaa muista järjestelmistä - tämä johtuu lämmityspaneelien lukumäärästä ja putkilinjan pituudesta. Painetta käytetään ylimääräisenä "käyttövoimana" virtaamaan pystysuunnassa järjestelmän läpi.

Yksityisissä yksi- ja monikerroksisissa taloissa, vanhoissa paneelikerrostaloissa käytetään korkeapainelämmitysjärjestelmiä, jotka mahdollistavat lämpöä luovuttavan aineen kuljettamisen haarautuneen, monirengaslämmitysjärjestelmän kaikkiin osiin ja veden nostamisen rakennuksen koko korkeudelta (14. kerrokseen asti).

Päinvastoin, tavallisessa 2 tai 3 huoneen huoneistossa, jossa on autonominen lämmitys, ei ole niin erilaisia ​​renkaita ja haaroja, se sisältää enintään kolme piiriä.

Tämä tarkoittaa, että jäähdytysneste kuljetetaan käyttämällä luonnollista veden virtausprosessia. Mutta voit myös käyttää kiertovesipumput, lämmitys tapahtuu kaasu/sähkökattilalla.

Suosittelemme kiertovesipumpun käyttöä yli 100 m:n tilojen lämmittämiseen². Pumppu voidaan asentaa joko ennen kattilaa tai sen jälkeen, mutta yleensä se asennetaan "paluu" puolelle - alhaisempi nesteen lämpötila, vähemmän ilmavuus, pidempi pumpun käyttöikä

Lämmitysjärjestelmien suunnittelun ja asennuksen asiantuntijat määrittelevät kaksi pääasiallista lähestymistapaa jäähdytysnesteen määrän laskemiseen:

1. Järjestelmän todellisen kapasiteetin mukaan. Poikkeuksetta kaikki onteloiden tilavuudet, joissa kuuman veden virtaus virtaa, lasketaan yhteen: yksittäisten putkiosien, patterien osien summa jne. Mutta tämä on melko työvoimavaltainen vaihtoehto.
2. Kattilan tehon mukaan. Tässä asiantuntijoiden mielipiteet eroavat suuresti, jotkut sanovat 10, toiset 15 litraa kattilan tehoyksikköä kohti.

Käytännön näkökulmasta katsottuna sinun on otettava huomioon se tosiasia, että luultavasti lämmitysjärjestelmä ei toimita vain kuumaa vettä huoneeseen, vaan myös lämmittää vettä kylpyyn/suihkuun, pesuallas, pesuallas ja kuivausrumpu sekä ehkä vesihieronta tai poreallas. Tämä vaihtoehto on yksinkertaisempi.

Siksi tässä tapauksessa suosittelemme asettamaan 13,5 litraa tehoyksikköä kohti. Kerromalla tämä luku kattilan teholla (8,08 kW) saadaan arvioitu vesimassan tilavuus - 109,08 litraa.

Laskettu jäähdytysnesteen nopeus järjestelmässä on juuri se parametri, jonka avulla voit valita tietyn putken halkaisijan lämmitysjärjestelmää varten.

Se lasketaan seuraavalla kaavalla:

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

Missä:

• W - kattilan teho;
• t — toimitetun veden lämpötila;
• to — veden lämpötila paluupiirissä;
• k — kattilan hyötysuhde (0,95 kaasukattilalle).

Korvaamalla lasketut tiedot kaavaan, meillä on: (0,86 * 8080 * 0,95)/80-60 = 6601,36/20 = 330 kg/h.Tällöin järjestelmän läpi kulkee yhdessä tunnissa 330 litraa jäähdytysnestettä (vettä) ja järjestelmän kapasiteetti on noin 110 litraa.

Putken halkaisijan määritys

Lämmitysputkien halkaisijan ja paksuuden lopuksi määrittämiseksi on vielä keskusteltava lämpöhäviöstä.

Suurin määrä lämpöä poistuu huoneesta seinien kautta - jopa 40%, ikkunoiden kautta - 15%, lattiasta - 10%, kaikki muu katon/katon kautta. Huoneistolle on ominaista häviöt pääasiassa ikkunoiden ja parvekemoduulien kautta

Lämmitetyissä huoneissa on useita lämpöhäviöitä:

1. Putken virtauspainehäviö. Tämä parametri on suoraan verrannollinen putken sisällä olevan ominaiskitkahäviön (valmistajan toimittaman) tuloon ja putken kokonaispituuteen. Mutta nykyisen tehtävän vuoksi tällaiset tappiot voidaan jättää huomiotta.
2. Painehäviö paikallisilla putkiresistanssilla — kalusteiden ja sisälaitteiden lämpökustannukset. Mutta kun otetaan huomioon ongelman olosuhteet, pieni määrä sovituskaarta ja lämpöpatterien määrä, tällaiset häviöt voidaan jättää huomiotta.
3. Lämpöhäviö asunnon sijainnin mukaan. On olemassa toisenlainen lämpökustannus, mutta se liittyy enemmän huoneen sijaintiin suhteessa muuhun rakennukseen. Tavallisella asunnolla, joka sijaitsee keskellä taloa ja on muiden vasemmalla/oikealla/ylhäällä/alhaalla olevien asuntojen vieressä, lämpöhäviöt sivuseinien, katon ja lattian läpi ovat lähes "0".

Voit ottaa huomioon vain asunnon etuosan - parvekkeen ja yhteisen huoneen keskiikkunan - tappiot. Mutta tämä ongelma voidaan ratkaista lisäämällä 2-3 osaa jokaiseen patteriin.

Putken halkaisija valitaan jäähdytysnesteen virtausnopeuden ja sen kiertonopeuden mukaan lämpöjohdossa

Yllä olevaa tietoa analysoimalla on syytä huomata, että laskennallisella kuuman veden nopeudella lämmitysjärjestelmässä vesihiukkasten liikkumisnopeuden taulukossa putken seinämään nähden vaaka-asennossa tiedetään olevan 0,3-0,7 m/s.

Mestarin avuksi esittelemme niin sanotun tarkistuslistan lämmitysjärjestelmän tyypillisen hydraulilaskelman laskelmien suorittamiseksi:

• tietojen keruu ja kattilan tehon laskeminen;
• jäähdytysnesteen tilavuus ja nopeus;
• lämpöhäviö ja putken halkaisija.

Joskus laskelmia tehdessäsi voit saada putken halkaisijan, joka on riittävän suuri kattamaan lasketun jäähdytysnesteen tilavuuden. Tämä ongelma voidaan ratkaista lisäämällä kattilan iskutilavuutta tai lisäämällä ylimääräinen paisuntasäiliö.

Verkkosivustollamme on lohko artikkeleita, jotka on omistettu lämmitysjärjestelmän laskemiseen, suosittelemme, että luet:

1. Lämmitysjärjestelmän lämpölaskenta: kuinka laskea järjestelmän kuormitus oikein
2. Veden lämmityksen laskenta: kaavat, säännöt, toteutusesimerkit
3. Rakennuksen lämpötekninen laskenta: laskelmien spesifikaatiot ja kaavat + käytännön esimerkkejä

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Lämmitysjärjestelmien luonnollisen ja pakotetun jäähdytysnesteen kiertojärjestelmän ominaisuudet, edut ja haitat:

Hydrauliset laskelmat yhteenvetona saatiin tulokseksi tulevan lämmitysjärjestelmän erityiset fyysiset ominaisuudet.

Luonnollisesti tämä on yksinkertaistettu laskentakaavio, joka tarjoaa likimääräisiä tietoja tyypillisen kaksio-huoneiston lämmitysjärjestelmän hydraulisista laskelmista.

Yritätkö itse tehdä hydraulisen laskelman lämmitysjärjestelmästäsi? Tai ehkä et ole samaa mieltä esitetyn materiaalin kanssa? Odotamme kommenttejasi ja kysymyksiäsi - palautelohko sijaitsee alla.