Càlcul hidràulic del sistema de calefacció sobre un exemple concret

Equacions bàsiques de càlcul hidràulic d'un gasoducte

Per calcular el moviment de gas a través de canonades, es prenen els valors del diàmetre de la canonada, el consum de combustible i la pèrdua de pressió. Calculat en funció de la naturalesa del moviment. Amb laminar: els càlculs es fan estrictament matemàticament segons la fórmula:

Р1 – Р2 = ∆Р = (32*μ*ω*L)/D2 kg/m2 (20), on:

• ∆Р – kgm2, pèrdua de càrrega per fricció;
• ω – m/s, velocitat del combustible;
• D - m, diàmetre de la canonada;
• L - m, longitud de la canonada;
• μ és kg sec/m2, viscositat del fluid.

Amb el moviment turbulent, és impossible aplicar càlculs matemàtics precisos a causa de l'aleatorietat del moviment. Per tant, s'utilitzen coeficients determinats experimentalment.

Calculat segons la fórmula:

Р1 – Р2 = (λ*ω2*L*ρ)/2g*D (21), on:

• P1 i P2 són pressions a l'inici i al final de la canonada, kg/m2;
• λ és el coeficient d'arrossegament adimensional;
• ω – m/s, la velocitat mitjana del flux de gas sobre la secció de la canonada;
• ρ – kg/m3, densitat de combustible;
• D - m, diàmetre del tub;
• g – m/seg2, acceleració deguda a la gravetat.

Vídeo: Fonaments de càlcul hidràulic de gasoductes

Una selecció de preguntes

• Mikhail, Lipetsk — Quins discs s'han d'utilitzar per tallar metalls?
• Ivan, Moscou - Quin és el GOST de la xapa d'acer laminat?
• Maksim, Tver — Quins són els millors bastidors per emmagatzemar productes metàl·lics laminats?
• Vladimir, Novosibirsk - Què significa el processament ultrasònic dels metalls sense l'ús de substàncies abrasives?
• Valery, Moscou - Com forjar un ganivet d'un coixinet amb les vostres pròpies mans?
• Stanislav, Voronezh — Quin equip s'utilitza per a la producció de conductes d'aire d'acer galvanitzat?

Com treballar en EXCEL

L'ús de taules Excel és molt convenient, ja que els resultats del càlcul hidràulic sempre es redueixen a una forma tabular. N'hi ha prou amb determinar la seqüència d'accions i preparar fórmules exactes.

Introducció de dades inicials

Es selecciona una cel·la i s'introdueix un valor. Tota la resta d'informació simplement es té en compte.

Cèl·lula	Valor	Significat, designació, unitat d'expressió
D4	45,000	Consum d'aigua G en t/h
D5	95,0	Temperatura d'entrada llauna en °C
D6	70,0	Temperatura de sortida tot en °C
D7	100,0	Diàmetre interior d, mm
D8	100,000	Longitud, L en m
D9	1,000	Rugositat equivalent del tub ∆ en mm
D10	1,89	La quantitat de probabilitats resistències locals - Σ(ξ)

• el valor de D9 es pren del directori;
• el valor en D10 caracteritza la resistència a les soldadures.

Fórmules i algorismes

Seleccionem les cel·les i introduïm l'algorisme, així com les fórmules de la hidràulica teòrica.

Cèl·lula	Algorisme	Fórmula	Resultat	Valor del resultat
D12	!ERROR! D5 no conté un nombre ni una expressió	tav=(tin+tout)/2	82,5	Temperatura mitjana de l'aigua tav en °C
D13	!ERROR! D12 no conté un nombre ni una expressió	n=0,0178/(1+0,0337*tav+0,000221*tav2)	0,003368	coeficient cinemàtic. viscositat de l'aigua - n, cm2/s a tav
D14	!ERROR! D12 no conté un nombre ni una expressió	ρ=(-0,003*tav2-0,1511*tav+1003, 1)/1000	0,970	Densitat mitjana de l'aigua ρ, t/m3 a tav
D15	!ERROR! D4 no conté un nombre ni una expressió	G’=G*1000/(ρ*60)	773,024	Consum d'aigua G’, l/min
D16	!ERROR! D4 no conté un nombre ni una expressió	v=4*G:(ρ*π*(d:1000)2*3600)	1,640	Velocitat de l'aigua v, m/s
D17	!ERROR! D16 no conté un nombre ni una expressió	Re=v*d*10/n	487001,4	Número de Reynolds Re
D18	!ERROR! La cèl·lula D17 no existeix	λ=64/Re a Re≤2320 λ=0,0000147*Re a 2320≤Re≤4000 λ=0,11*(68/Re+∆/d)0,25 a Re≥4000	0,035	Coeficient de fregament hidràulic λ
D19	!ERROR! La cèl·lula D18 no existeix	R=λ*v2*ρ*100/(2*9,81*d)	0,004645	Pèrdua de pressió per fricció específica R, kg/(cm2*m)
D20	!ERROR! La cèl·lula D19 no existeix	dPtr=R*L	0,464485	Pèrdua de pressió per fricció dPtr, kg/cm2
D21	!ERROR! La cel·la D20 no existeix	dPtr=dPtr*9,81*10000	45565,9	i Pa respectivament D20
D22	!ERROR! D10 no conté un nombre ni una expressió	dPms=Σ(ξ)*v2*ρ/(2*9,81*10)	0,025150	Pèrdua de pressió en resistències locals dPms en kg/cm2
D23	!ERROR! La cèl·lula D22 no existeix	dPtr \u003d dPms * 9,81 * 10000	2467,2	i Pa respectivament D22
D24	!ERROR! La cel·la D20 no existeix	dP=dPtr+dPms	0,489634	Pèrdua de pressió estimada dP, kg/cm2
D25	!ERROR! La cèl·lula D24 no existeix	dP=dP*9,81*10000	48033,1	i Pa respectivament D24
D26	!ERROR! La cèl·lula D25 no existeix	S=dP/G2	23,720	Característica de resistència S, Pa/(t/h)2

• el valor D15 es torna a calcular en litres, de manera que és més fàcil percebre el cabal;
• cel·la D16: afegiu el format segons la condició: "Si v no entra en el rang de 0,25 ... 1,5 m / s, el fons de la cel·la és vermell / el tipus de lletra és blanc".

Per a canonades amb una diferència d'alçada entre l'entrada i la sortida, als resultats s'afegeix la pressió estàtica: 1 kg / cm2 per 10 m.

Registre de resultats

L'esquema de colors de l'autor comporta una càrrega funcional:

• Les cèl·lules de color turquesa clar contenen les dades originals: es poden canviar.
• Les cel·les de color verd pàl·lid són constants d'entrada o dades poc subjectes a canvis.
• Les cel·les grogues són càlculs preliminars auxiliars.
• Les cel·les grogues clares són el resultat dels càlculs.
• Tipus de lletra:
  • blau - dades inicials;
  • negre - resultats intermedis/no principals;
  • vermell: els resultats principals i finals del càlcul hidràulic.

Resultats en full de càlcul Excel

Exemple d'Alexander Vorobyov

Un exemple de càlcul hidràulic senzill a Excel per a una secció de canonada horitzontal.

Dades inicials:

• longitud del tub 100 metres;
• ø108 mm;
• gruix de paret 4 mm.

Taula de resultats de càlcul de resistències locals

Complicant els càlculs pas a pas a Excel, és millor dominar la teoria i estalviar parcialment el treball de disseny. Gràcies a un enfocament competent, el vostre sistema de calefacció serà òptim en termes de costos i transferència de calor.

Càlcul del diàmetre de les canonades del sistema de calefacció

Aquest càlcul es basa en una sèrie de paràmetres. Primer cal definir sortida de calor del sistema de calefacció, després calcula a quina velocitat es mourà el refrigerant -aigua calenta o un altre tipus de refrigerant- per les canonades. Això ajudarà a fer els càlculs amb la màxima precisió possible i evitarà imprecisions.

Càlcul de la potència del sistema de calefacció

El càlcul es fa segons la fórmula. Per calcular la potència del sistema de calefacció, heu de multiplicar el volum de l'habitació climatitzada pel coeficient de pèrdua de calor i la diferència entre la temperatura hivernal dins i fora de l'habitació, i després dividir el valor resultant per 860.

Si l'edifici té paràmetres estàndard, llavors el càlcul es pot fer en l'ordre mitjà.

Per determinar la temperatura resultant, la temperatura externa mitjana a la temporada d'hivern i la temperatura interna no han de ser inferiors a la regulada pels requisits sanitaris.

Velocitat del refrigerant al sistema

Segons les normes, la velocitat de moviment del refrigerant a través de les canonades de calefacció hauria de ser superar els 0,2 metres per segon. Aquest requisit es deu al fet que a una velocitat de moviment més baixa s'allibera l'aire del líquid, cosa que condueix a bloquejos d'aire que poden interrompre el funcionament de tot el sistema de calefacció.

El nivell de velocitat superior no ha de superar els 1,5 metres per segon, per tant pot causar soroll al sistema.

En general, és desitjable mantenir una barrera de velocitat mitjana per augmentar la circulació i, per tant, augmentar la productivitat del sistema. Molt sovint, s'utilitzen bombes especials per aconseguir-ho.

Càlcul del diàmetre de la canonada del sistema de calefacció

substitució de tot el sistema de canonades.

El diàmetre de la canonada es calcula utilitzant fórmula especial.Inclou:

• diàmetre desitjat
• potència tèrmica del sistema
• velocitat del refrigerant
• la diferència entre les temperatures d'entrada i de retorn del sistema de calefacció.

Aquesta diferència de temperatura s'ha de triar en funció requisits d'entrada(no menys de 95 graus) i a la línia de tornada (per regla general, són 65-70 graus). En funció d'això, la diferència de temperatura es considera normalment de 20 graus.

Preparació del càlcul

La realització d'un càlcul qualitatiu i detallat ha d'anar precedida d'una sèrie de mesures preparatòries per a l'aplicació dels horaris de càlcul. Aquesta part es pot anomenar la recopilació d'informació per al càlcul. Sent la part més difícil en el disseny d'un sistema de calefacció d'aigua, el càlcul de la hidràulica permet dissenyar amb precisió tot el seu treball. Les dades que s'elaboren han de contenir la definició del balanç tèrmic requerit dels locals que s'escalfaran amb la instal·lació de calefacció dissenyada.

En el projecte, el càlcul es realitza tenint en compte el tipus d'aparells de calefacció seleccionats, amb determinades superfícies d'intercanvi de calor i la seva col·locació en habitacions climatitzades, poden ser bateries de seccions de radiadors o altres tipus d'intercanviadors de calor. Els punts de la seva col·locació s'indiquen als plànols de la casa o apartament.

punts de fixació per a dispositius de calefacció,

Després de determinar la configuració requerida del sistema a la planta, s'ha de dibuixar en projecció axonomètrica per a totes les plantes. En aquest esquema, a cada escalfador se li assigna un número, s'indica la potència tèrmica màxima. Un element important, també indicat per a un dispositiu tèrmic al diagrama, és la longitud estimada de la secció de la canonada per a la seva connexió.

Notació i ordre d'execució

Els plànols han d'indicar necessàriament un anell de circulació predeterminat, anomenat principal. És necessàriament un circuit tancat, que inclou totes les seccions de la canonada del sistema amb el cabal de refrigerant més alt. Per als sistemes de dues canonades, aquests trams van des de la caldera (font d'energia tèrmica) fins al dispositiu tèrmic més remot i de tornada a la caldera. Per als sistemes d'un sol tub, es pren una secció de la branca: la columna i la part posterior.

La unitat de càlcul és una secció de canonada amb un diàmetre i un corrent (caudal) constants del portador d'energia tèrmica. El seu valor es determina en funció del balanç de calor de l'habitació. S'ha adoptat un cert ordre de designació d'aquests segments, a partir de la caldera (font de calor, generador d'energia tèrmica), estan numerats. Si hi ha ramificacions de la línia de subministrament de la canonada, la seva designació es fa en majúscules per ordre alfabètic. La mateixa lletra amb un traç indica el punt de recollida de cada branca de la canonada principal de retorn.

A la designació de l'inici de la branca dels dispositius de calefacció, s'indica el nombre del sòl (sistemes horitzontals) o la branca - elevador (vertical). El mateix nombre, però amb una carrera, es col·loca en el punt de connexió a la línia de retorn per a la recollida dels fluxos de refrigerant. En conjunt, aquestes designacions conformen el número de cada branca de la secció calculada.La numeració és en sentit horari des de la cantonada superior esquerra del plànol. Segons el plànol, també es determina la longitud de cada branca, l'error no és superior a 0,1 m.

Sense entrar en detalls, cal dir que els càlculs posteriors permeten determinar els diàmetres de les canonades de cada secció del sistema de calefacció, la pèrdua de pressió sobre elles i equilibrar hidràulicament tots els anells de circulació en sistemes complexos de calefacció d'aigua.

Determinació del diàmetre de la canonada

Per determinar finalment el diàmetre i el gruix de les canonades de calefacció, queda discutir el tema de la pèrdua de calor.

La quantitat màxima de calor surt de l'habitació a través de les parets - fins a un 40%, a través de les finestres - 15%, el terra - 10%, tota la resta pel sostre / sostre. L'apartament es caracteritza per pèrdues principalment per finestres i mòduls de balcons.

Hi ha diversos tipus de pèrdua de calor a les habitacions amb calefacció:

1. Pèrdua de pressió de cabal en una canonada. Aquest paràmetre és directament proporcional al producte de la pèrdua de fricció específica dins de la canonada (proporcionada pel fabricant) i la longitud total de la canonada. Però tenint en compte la tasca actual, aquestes pèrdues es poden ignorar.
2. Pèrdua de càrrega a les resistències locals de canonades - costos de calor als accessoris i a l'interior de l'equip. Però tenint en compte les condicions del problema, un nombre reduït de corbes d'adaptació i el nombre de radiadors, aquestes pèrdues es poden descuidar.
3. Pèrdua de calor segons la ubicació de l'apartament. Hi ha un altre tipus de cost de calor, però està més relacionat amb la ubicació de l'habitació respecte a la resta de l'edifici. Per a un apartament normal, que es troba al centre de la casa i adjacent a l'esquerra / dreta / superior / inferior amb altres apartaments, les pèrdues de calor a través de les parets laterals, el sostre i el terra són gairebé iguals a "0".

Només podeu tenir en compte les pèrdues a la part davantera de l'apartament: el balcó i la finestra central de la sala comuna. Però aquesta pregunta es tanca afegint 2-3 seccions a cadascun dels radiadors.

El valor del diàmetre de la canonada es selecciona segons el cabal del refrigerant i la velocitat de la seva circulació a la xarxa de calefacció.

Analitzant la informació anterior, val la pena assenyalar que per a la velocitat calculada de l'aigua calenta al sistema de calefacció, es coneix la velocitat tabular de moviment de les partícules d'aigua en relació a la paret de la canonada en una posició horitzontal de 0,3-0,7 m / s.

Per ajudar l'assistent, presentem l'anomenada llista de verificació per realitzar càlculs per a un càlcul hidràulic típic d'un sistema de calefacció:

• recollida de dades i càlcul de la potència de la caldera;
• volum i velocitat del refrigerant;
• pèrdua de calor i diàmetre de la canonada.

De vegades, en calcular, és possible obtenir un diàmetre de tub prou gran per bloquejar el volum calculat del refrigerant. Aquest problema es pot resoldre augmentant la capacitat de la caldera o afegint un dipòsit d'expansió addicional.

Al nostre lloc web hi ha un bloc d'articles dedicats al càlcul del sistema de calefacció, us recomanem que llegiu:

1. Càlcul tèrmic del sistema de calefacció: com calcular correctament la càrrega del sistema
2. Càlcul de l'escalfament d'aigua: fórmules, normes, exemples d'execució
3. Càlcul d'enginyeria tèrmica d'un edifici: especificitats i fórmules per fer càlculs + exemples pràctics

Potència del generador de calor

Un dels components principals del sistema de calefacció és una caldera: elèctrica, de gas, combinada, en aquesta etapa no importa. Com que la seva característica principal és important per a nosaltres: la potència, és a dir, la quantitat d'energia per unitat de temps que es gastarà en calefacció.

La potència de la caldera en si ve determinada per la fórmula següent:

Wboiler = (Sroom*Wspecific) / 10,

on:

• Sroom - la suma de les àrees de totes les habitacions que requereixen calefacció;
• Wespecífic - potència específica, tenint en compte les condicions climàtiques de la ubicació (per això era necessari conèixer el clima de la regió).

Característicament, per a diferents zones climàtiques tenim les dades següents:

• regions del nord - 1,5 - 2 kW / m2;
• zona central - 1 - 1,5 kW / m2;
• regions del sud - 0,6 - 1 kW / m2.

Aquestes xifres són força condicionals, però, tanmateix, donen una resposta numèrica clara sobre la influència del medi ambient en el sistema de calefacció d'un apartament.

Aquest mapa mostra zones climàtiques amb diferents règims de temperatura. Depèn de la ubicació de l'habitatge en relació a la zona quant necessiteu gastar en escalfar un metre per quilowatt quadrat d'energia (+)

La quantitat de l'àrea de l'apartament que cal escalfar és igual a la superfície total de l'apartament i és igual a, és a dir, 65,54-1,80-6,03 = 57,71 m2 (menys el balcó). La potència específica de la caldera per a la regió central amb hiverns freds és d'1,4 kW/m2. Així, en el nostre exemple, la potència calculada de la caldera de calefacció equival a 8,08 kW.

Càlcul de la potència tèrmica del sistema de calefacció

La potència tèrmica del sistema de calefacció és la quantitat de calor que cal generar a la casa per a una vida còmoda durant l'estació freda.

Càlcul tèrmic de la casa

Hi ha una relació entre la superfície total de calefacció i la potència de la caldera. Al mateix temps, la potència de la caldera ha de ser superior o igual a la potència de tots els dispositius de calefacció (radiadors). El càlcul estàndard d'enginyeria tèrmica per a locals residencials és el següent: 100 W de potència per 1 m² d'àrea climatitzada més el 15-20% del marge.

El càlcul del nombre i la potència dels dispositius de calefacció (radiadors) s'ha de fer individualment per a cada habitació. Cada radiador té una determinada potència de calor. En els radiadors seccionals, la potència total és la suma de la potència de totes les seccions utilitzades.

En sistemes de calefacció senzills, els mètodes anteriors per calcular la potència són suficients. L'excepció són els edificis amb una arquitectura no estàndard que tenen grans zones de vidre, sostres alts i altres fonts de pèrdua de calor addicional. En aquest cas, caldrà una anàlisi i un càlcul més detallats mitjançant factors multiplicadors.

Càlcul termotècnic tenint en compte les pèrdues de calor de l'habitatge

El càlcul de les pèrdues de calor a casa s'ha de fer per a cada habitació per separat, tenint en compte finestres, portes i parets exteriors.

Amb més detall, s'utilitzen les dades següents per a les dades de pèrdua de calor:

• Gruix i material de parets, revestiments.
• Estructura i material de la coberta.
• Tipus i material de fonamentació.
• Tipus de vidre.
• Tipus de paviment.

Per determinar la potència mínima requerida del sistema de calefacció, tenint en compte les pèrdues de calor, podeu utilitzar la fórmula següent:

Qt (kWh) = V × ΔT × K ⁄ 860, on:

Qt és la càrrega de calor de l'habitació.

V és el volum de l'habitació climatitzada (amplada × llargada × alçada), m³.

ΔT és la diferència entre la temperatura de l'aire exterior i la temperatura interior requerida, °C.

K és el coeficient de pèrdua de calor de l'edifici.

860 - conversió del coeficient a kWh.

El coeficient de pèrdua de calor de l'edifici K depèn del tipus de construcció i de l'aïllament de l'habitació:

K	Tipus de construcció
3 — 4	Una casa sense aïllament tèrmic és una estructura simplificada o una estructura feta de xapa de metall ondulat.
2 — 2,9	Casa amb baix aïllament tèrmic: estructura simplificada de l'edifici, maó individual, construcció simplificada de finestres i cobertes.
1 — 1,9	Aïllament mitjà: construcció estàndard, maó doble, poques finestres, coberta estàndard.
0,6 — 0,9	Alt aïllament tèrmic: construcció millorada, parets de maó aïllades tèrmicament, poques finestres, sòl aïllat, pastís de coberta aïllat tèrmicament d'alta qualitat.

La diferència entre la temperatura de l'aire exterior i la temperatura interior requerida ΔT es determina en funció de les condicions meteorològiques específiques i del nivell de confort requerit a la casa. Per exemple, si la temperatura exterior és de -20 °C i es preveu +20 °C a l'interior, aleshores ΔT = 40 °C.

Com calcular la potència d'una caldera de calefacció de gas per a l'àrea de la casa?

Per fer-ho, hauràs d'utilitzar la fórmula:

En aquest cas, Mk s'entén com la potència tèrmica desitjada en quilowatts. En conseqüència, S és l'àrea de la vostra casa en metres quadrats, i K és la potència específica de la caldera: la "dosi" d'energia gastada en escalfar 10 m2.

Càlcul de la potència d'una caldera de gas

Com calcular l'àrea? En primer lloc, segons el plànol de l'habitatge. Aquest paràmetre s'indica als documents de la casa. No voleu cercar documents? Aleshores hauràs de multiplicar la longitud i l'amplada de cada habitació (incloent la cuina, el garatge amb calefacció, el bany, el lavabo, els passadissos, etc.) sumant tots els valors obtinguts.

On puc obtenir el valor de la potència específica de la caldera? Per descomptat, a la literatura de referència.

Si no voleu "excavar" als directoris, tingueu en compte els següents valors d'aquest coeficient:

• Si a la teva zona la temperatura hivernal no baixa de -15 graus centígrads, el factor de potència específic serà de 0,9-1 kW/m2.
• Si a l'hivern observeu gelades fins a -25 ° C, el vostre coeficient és d'1,2-1,5 kW / m2.
• Si a l'hivern la temperatura baixa a -35 ° C i més baixa, en els càlculs de potència tèrmica haureu de funcionar amb un valor d'1,5-2,0 kW / m2.

Com a resultat, la potència d'una caldera que escalfa un edifici de 200 "quadrats", situat a la regió de Moscou o Leningrad, és de 30 kW (200 x 1,5 / 10).

Com calcular la potència de la caldera de calefacció pel volum de la casa?

En aquest cas, haurem de basar-nos en les pèrdues tèrmiques de l'estructura, calculades per la fórmula:

Per Q en aquest cas ens referim a la pèrdua de calor calculada. Al seu torn, V és el volum i ∆T és la diferència de temperatura entre l'interior i l'exterior de l'edifici. Sota k s'entén el coeficient de dissipació tèrmica, que depèn de la inèrcia dels materials de construcció, fulla de la porta i marcs de les finestres.

Calculem el volum de la casa

Com determinar el volum? Per descomptat, segons el plànol de l'edifici. O simplement multiplicant l'àrea per l'alçada dels sostres. La diferència de temperatura s'entén com la "bretxa" entre el valor "habitació" generalment acceptat - 22-24 ° C - i les lectures mitjanes d'un termòmetre a l'hivern.

El coeficient de dissipació tèrmica depèn de la resistència a la calor de l'estructura.

Per tant, en funció dels materials i tecnologies de construcció utilitzats, aquest coeficient pren els valors següents:

• De 3.0 a 4.0 - per a magatzems sense marc o magatzems amb marc sense aïllament de parets i cobertes.
• De 2,0 a 2,9: per a edificis tècnics de formigó i maó, complementats amb un aïllament tèrmic mínim.
• De 1.0 a 1.9: per a cases antigues construïdes abans de l'era de les tecnologies d'estalvi energètic.
• De 0,5 a 0,9: per a cases modernes construïdes d'acord amb els estàndards moderns d'estalvi d'energia.

Com a resultat, la potència de la caldera que escalfa un edifici modern i d'estalvi energètic amb una superfície de 200 metres quadrats i un sostre de 3 metres, situada en una zona climàtica amb gelades de 25 graus, arriba als 29,5 kW ( 200x3x (22 + 25) x0,9/860).

Com calcular la potència d'una caldera amb un circuit d'aigua calenta?

Per què necessites un 25% d'espai per al cap? En primer lloc, per reposar els costos energètics a causa de la "sortida" de calor a l'intercanviador de calor d'aigua calenta durant el funcionament de dos circuits. En poques paraules: perquè no et congelis després de dutxar-te.

Caldera de combustible sòlid Spark KOTV - 18V amb circuit d'aigua calenta

Com a resultat, una caldera de doble circuit que serveixi els sistemes de calefacció i aigua calenta en una casa de 200 "quadrats", que es troba al nord de Moscou, al sud de Sant Petersburg, hauria de generar almenys 37,5 kW d'energia tèrmica (30 x 125%).

Quina és la millor manera de calcular - per àrea o per volum?

En aquest cas, només podem donar els següents consells:

• Si teniu un disseny estàndard amb una alçada de sostre de fins a 3 metres, feu el compte per àrea.
• Si l'alçada del sostre supera la marca dels 3 metres, o si l'àrea de l'edifici és de més de 200 metres quadrats, comptar per volum.

Quant és el quilowatt "extra"?

Tenint en compte l'eficiència del 90% d'una caldera ordinària, per a la producció d'1 kW de potència tèrmica, cal consumir almenys 0,09 metres cúbics de gas natural amb un poder calorífic de 35.000 kJ/m3. O uns 0,075 metres cúbics de combustible amb un poder calorífic màxim de 43.000 kJ/m3.

Com a resultat, durant el període de calefacció, un error en els càlculs per 1 kW costarà al propietari 688-905 rubles. Per tant, aneu amb compte en els vostres càlculs, compreu calderes amb potència ajustable i no us esforçeu per "inflar" la capacitat de generació de calor del vostre escalfador.

També recomanem veure:

• Calderes de gas GLP
• Calderes de combustible sòlid de doble circuit per a una llarga combustió
• Calefacció de vapor en una casa particular
• Xemeneia per caldera de calefacció de combustible sòlid

Pel que fa als treballs previs.

A causa del fet que el càlcul hidràulic requereix molt de temps i esforç, primer hem de realitzar alguns càlculs:

1. Determineu el balanç d'habitacions i habitacions que s'escalfen.
2. Decidiu el tipus d'equip de calefacció i intercanviador de calor. Ordenar-los segons el pla general de l'edifici.
3. Abans de continuar amb el càlcul, cal seleccionar canonades i decidir sobre la configuració del sistema de calefacció en el seu conjunt.
4. Cal fer un dibuix del sistema, preferiblement un diagrama axonomètric. Indiqueu-hi la longitud de les seccions, els números i la magnitud de la càrrega.
5. L'anell de circulació també s'ha d'instal·lar amb antelació.

Important! Si el càlcul es refereix a una casa de fusta, no hi haurà diferències entre aquesta i el maó, el formigó, etc.

no ho farà.

Consum de refrigerant

El cabal de refrigerant es calcula amb la fórmula:

,
on Q és la potència total del sistema de calefacció, kW; extret del càlcul de la pèrdua de calor de l'edifici

Cp és la capacitat calorífica específica de l'aigua, kJ/(kg*deg.C); per als càlculs simplificats, prenem igual a 4,19 kJ / (kg * graus C)

ΔPt és la diferència de temperatura a l'entrada i la sortida; normalment agafem el subministrament i retorn de la caldera

Calculadora de flux del portador de calor (només per a aigua)
Q = kW; Δt = oC; m = l/s
De la mateixa manera, podeu calcular el cabal del refrigerant en qualsevol secció de la canonada. Les seccions es seleccionen de manera que la canonada tingui la mateixa velocitat de l'aigua. Així, la partició en seccions es produeix abans del tee, o abans de la reducció. Cal sumar per potència tots els radiadors als quals circula el refrigerant per cada tram de la canonada. A continuació, substituïu el valor a la fórmula anterior. Aquests càlculs s'han de fer per a les canonades davant de cada radiador.

Càlcul hidràulic del sistema de calefacció - exemple de càlcul

Com a exemple, considereu un sistema de calefacció per gravetat de dues canonades.

Dades inicials per al càlcul:

• càrrega tèrmica calculada del sistema - Qsp. = 133 kW;
• paràmetres del sistema - tg = 750С, to = 600С;
• cabal de refrigerant (calculat) – Vco = 7,6 m3/h;
• el sistema de calefacció està connectat a les calderes mitjançant un separador hidràulic de tipus horitzontal;
• l'automatització de cadascuna de les calderes durant tot l'any manté una temperatura constant del refrigerant a la sortida - tg = 800C;
• s'instal·la un regulador automàtic de pressió diferencial a l'entrada de cada distribuïdor;
• el sistema de calefacció dels distribuïdors està muntat a partir de canonades metall-plàstiques, i el subministrament de calor als distribuïdors es realitza mitjançant canonades d'acer (conductes d'aigua i gas).

Els diàmetres de les seccions de la canonada es van seleccionar mitjançant un nomograma per a una velocitat de refrigerant determinada de 0,4-0,5 m/s.

A l'apartat 1 s'instal·la una vàlvula DN 65. La seva resistència, segons la informació del fabricant, és de 800 Pa.

A la secció 1a s'instal·la un filtre amb un diàmetre de 65 mm i un rendiment de 55 m3/h. La resistència d'aquest element serà:

0,1 x (G / kv) x 2 \u003d 0,1 x (7581/55) x 2 \u003d 1900 Pa.

La resistència de la vàlvula de tres vies dy = 40 mm i kv = 25 m3/h serà de 9200 Pa.

De la mateixa manera, es realitza el càlcul de les parts restants del sistema de subministrament de calor dels distribuïdors. Quan es calcula el sistema de calefacció, l'anell de circulació principal es selecciona des del distribuïdor a través del dispositiu de calefacció més carregat. El càlcul hidràulic es fa mitjançant la 1a direcció.

Consum de refrigerant

Consum de refrigerant

Per mostrar com es realitza el càlcul hidràulic de la calefacció, prenguem per exemple un esquema de calefacció senzill, que inclou una caldera de calefacció i radiadors de calefacció amb un consum de calor en quilowatts. I hi ha 10 radiadors d'aquest tipus al sistema.

Aquí és important dividir correctament tot l'esquema en seccions i, al mateix temps, complir estrictament una regla: a cada secció, el diàmetre de les canonades no hauria de canviar. Per tant, la primera secció és una canonada des de la caldera fins al primer escalfador. La segona secció és una canonada entre el primer i el segon radiador

Etcètera

La segona secció és una canonada entre el primer i el segon radiador. Etcètera

Per tant, la primera secció és una canonada des de la caldera fins al primer escalfador. La segona secció és una canonada entre el primer i el segon radiador. Etcètera.

Com es produeix la transferència de calor i com disminueix la temperatura del refrigerant? En entrar al primer radiador, el refrigerant desprèn part de la calor, que es redueix en 1 quilowatt. És en el primer apartat on es fa el càlcul hidràulic per sota de 10 quilowatts. Però a la segona secció ja és per sota de 9. I així amb una disminució.

Hi ha una fórmula per calcular el cabal del refrigerant:

G \u003d (3,6 x Qch) / (amb x (tr-to))

Qch és la càrrega de calor calculada del lloc. En el nostre exemple, per a la primera secció és de 10 kW, per a la segona, 9.

c és la capacitat calorífica específica de l'aigua, l'indicador és constant i igual a 4,2 kJ / kg x C;

tr és la temperatura del refrigerant a l'entrada de la secció;

to és la temperatura del refrigerant a la sortida del lloc.

...i durant tota la vida útil del sistema

Volem que el sistema hidràulic funcioni com cal, durant tota la seva vida útil. Amb TA SCOPE i TA Select, podeu comprovar fàcilment si el sistema funciona correctament.

A TA SCOPE s'introdueixen pressió diferencial, 2 temperatures, temperatura diferencial i potència. Per analitzar aquestes dades mesurades, es carreguen a TA Select.

Després recollida de dades de referència, determinant les pèrdues de calor de la casa i la potència dels radiadors, queda per realitzar un càlcul hidràulic del sistema de calefacció. Correctament executat, és una garantia de funcionament correcte, silenciós, estable i fiable del sistema de calefacció. A més, és una manera d'evitar inversions de capital innecessàries i costos energètics.

Càlcul del volum d'aigua i de la capacitat del dipòsit d'expansió

Per calcular el rendiment del dipòsit d'expansió, que és obligatori per a qualsevol sistema de calefacció de tipus tancat, haureu d'entendre el fenomen d'augmentar el volum de líquid. Aquest indicador s'estima tenint en compte els canvis en les principals característiques de rendiment, incloses les fluctuacions de la seva temperatura. En aquest cas, varia en un rang molt ampli: des de temperatura ambient +20 graus fins a valors de funcionament entre 50 i 80 graus.

Serà possible calcular el volum del dipòsit d'expansió sense problemes innecessaris, si s'utilitza una estimació aproximada que s'ha demostrat a la pràctica. Es basa en l'experiència d'utilitzar l'equip, segons la qual el volum del dipòsit d'expansió és aproximadament una desena part de la quantitat total de refrigerant que circula pel sistema.

Al mateix temps, es tenen en compte tots els seus elements, inclosos els radiadors de calefacció (bateries), així com la camisa d'aigua de la unitat de la caldera. Per determinar el valor exacte de l'indicador desitjat, haureu d'agafar el passaport de l'equip en ús i trobar-hi els elements relacionats amb la capacitat de les bateries i el dipòsit de treball de la caldera. Després de la seva determinació, no és difícil trobar l'excés de refrigerant al sistema

Per fer-ho, primer es calcula l'àrea de la secció transversal de les canonades de polipropilè i després es multiplica el valor resultant per la longitud de la canonada. Després de resumir totes les branques del sistema de calefacció, s'hi afegeixen els números extrets del passaport per als radiadors i la caldera. Aleshores es dedueix una dècima part del total

Després de la seva determinació, no és difícil trobar l'excés de refrigerant al sistema. Per fer-ho, primer es calcula l'àrea de la secció transversal de les canonades de polipropilè i després es multiplica el valor resultant per la longitud de la canonada. Després de resumir totes les branques del sistema de calefacció, s'hi afegeixen els números extrets del passaport per als radiadors i la caldera. Aleshores es compta una dècima part del total.

Eines al menú principal de Valtec

Valtec, com qualsevol altre programa, té un menú principal a la part superior.

Premem el botó "Fitxer" i al submenú que s'obre veiem les eines estàndard conegudes per qualsevol usuari d'ordinador des d'altres programes:

S'inicia el programa "Calculadora", integrat a Windows, per realitzar càlculs:

Amb l'ajuda del "Convertidor" convertirem una unitat de mesura a una altra:

Aquí hi ha tres columnes:

A l'extrem esquerre, seleccionem la magnitud física amb la qual treballem, per exemple, la pressió. A la columna del mig, la unitat des de la qual voleu convertir (per exemple, Pascals - Pa), i a la dreta, a la qual voleu convertir (per exemple, en atmosferes tècniques). Hi ha dues línies a la cantonada superior esquerra de la calculadora, introduirem el valor obtingut durant els càlculs a la superior i la conversió a les unitats de mesura requerides es mostrarà immediatament a la inferior ... Però ho farem parlar de tot això en el seu moment, a l'hora de practicar.

Mentrestant, continuem familiaritzant-nos amb el menú "Eines". Generador de formularis:

Això és necessari per als dissenyadors que duen a terme projectes per encàrrec. Si només fem calefacció a casa, no necessitem el generador de formularis.

El següent botó del menú principal del programa Valtec és "Estils":

És per controlar l'aparença de la finestra del programa: s'ajusta al programari instal·lat a l'ordinador. Per a mi, aquest és un gadget tan innecessari, perquè sóc d'aquells per als quals el més important no són "dames", sinó arribar-hi. I tu decideixes per tu mateix.

Fem una ullada més de prop a les eines d'aquest botó.

A "Climatologia" seleccionem l'àrea de construcció:

La pèrdua de calor a la casa depèn no només dels materials de les parets i altres estructures, sinó també del clima de la zona on es troba l'edifici. En conseqüència, els requisits del sistema de calefacció depenen del clima.

A la columna de l'esquerra trobem la zona on vivim (república, regió, regió, ciutat). Si el nostre assentament no és aquí, trieu el més proper.

"Materials".Aquests són els paràmetres dels diferents materials de construcció utilitzats en la construcció d'habitatges. És per això que, en recollir dades inicials (vegeu els materials de disseny anteriors), vam enumerar els materials de parets, sòls i sostres:

Eina de forat. Aquí teniu la informació sobre les obertures de portes i finestres:

"Pipes". Aquí es recull informació sobre els paràmetres de les canonades utilitzades en sistemes de calefacció: dimensions internes i externes, coeficients de resistència, rugositat de les superfícies internes:

Això ho necessitarem en els càlculs hidràulics per determinar la potència de la bomba de circulació.

"Escalfadors". De fet, aquí no hi ha res excepte les característiques d'aquests refrigerants que es poden abocar al sistema de calefacció de la casa:

Aquestes característiques són la capacitat calorífica, la densitat, la viscositat.

No sempre s'utilitza aigua com a refrigerant, passa que s'aboquen anticongelants al sistema, que s'anomenen "no congelants" en la gent comuna. Parlarem de l'elecció del refrigerant en un article separat.

Els "consumidors" per calcular el sistema de calefacció no són necessaris, ja que aquesta eina per calcular els sistemes de subministrament d'aigua:

"KMS" (coeficients de resistència local):

Qualsevol dispositiu de calefacció (radiador, vàlvula, termòstat, etc.) crea resistència al moviment del refrigerant, i aquestes resistències s'han de tenir en compte per seleccionar correctament la potència de la bomba de circulació.

"Dispositius segons DIN". Això, com "Consumidors", és més sobre sistemes de subministrament d'aigua:

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Característiques, avantatges i desavantatges dels sistemes de circulació de refrigerant natural i forçada per a sistemes de calefacció:

Resumint els càlculs del càlcul hidràulic, com a resultat, vam rebre característiques físiques específiques del futur sistema de calefacció.

Naturalment, aquest és un esquema de càlcul simplificat que ofereix dades aproximades sobre el càlcul hidràulic per al sistema de calefacció d'un apartament típic de dues habitacions.

Esteu intentant realitzar de manera independent un càlcul hidràulic del sistema de calefacció? O potser no estàs d'acord amb el material presentat? Estem esperant els vostres comentaris i preguntes; el bloc de comentaris es troba a continuació.