Fűtési rendszer hidraulikus számítása egy konkrét példa alapján

A melegvíz-keringtetésen alapuló fűtés a leggyakoribb lehetőség a magánház elrendezésére.A rendszer hozzáértő fejlesztéséhez előzetes elemzési eredményekre van szükség, a fűtési rendszer ún. hidraulikus számítására, amely összekapcsolja a nyomást a hálózat minden szakaszában a csövek átmérőjével.

A bemutatott cikk részletesen ismerteti a számítási módszertant. A műveletek algoritmusának jobb megértése érdekében egy konkrét példa segítségével megvizsgáltuk a számítási eljárást.

A leírt sorrend betartásával meg lehet határozni a csővezeték optimális átmérőjét, a fűtőberendezések számát, a kazán teljesítményét és egyéb rendszerparamétereket, amelyek a hatékony egyedi hőellátás megszervezéséhez szükségesek.

A hidraulikus számítás fogalma

A fűtési rendszerek technológiai fejlesztésének meghatározó tényezője a szokásos energiamegtakarítás volt. A megtakarítási vágy arra kényszerít bennünket, hogy gondosabb megközelítést alkalmazzunk az otthoni fűtés tervezésében, anyagválasztásában, beépítési módozataiban és működésében.

Ezért, ha úgy dönt, hogy egyedi és elsősorban gazdaságos fűtési rendszert hoz létre lakásában vagy házában, akkor javasoljuk, hogy ismerkedjen meg a számítási és tervezési szabályokkal.

A rendszer hidraulikus számításának meghatározása előtt világosan és világosan meg kell értenie, hogy egy lakás vagy ház egyedi fűtési rendszere hagyományosan egy nagyságrenddel magasabban helyezkedik el, mint egy nagy épület központi fűtési rendszere.

A személyes fűtési rendszer a hő- és energiaforrások fogalmának alapvetően eltérő megközelítésén alapul.

A hidraulikus számítás lényege, hogy a hűtőfolyadék áramlási sebességét nem állítják be előre a valós paraméterekhez való jelentős közelítéssel, hanem úgy határozzák meg, hogy a csővezeték átmérőit összekapcsolják a nyomásparaméterekkel a rendszer összes gyűrűjében.

Elegendő ezeknek a rendszereknek a triviális összehasonlítását a következő paraméterek szerint elvégezni.

1. A központi fűtési rendszer (kazánház-ház-lakás) szabványos típusú energiahordozókon - szén, gáz - alapul. Egy autonóm rendszerben szinte minden olyan anyagot használhat, amelynek magas fajlagos égéshője, vagy több folyékony, szilárd vagy szemcsés anyag kombinációja.
2. A DSP közönséges elemekre épül: fémcsövek, „ügyetlen” akkumulátorok, elzárószelepek. Az egyedi fűtési rendszer lehetővé teszi számos elem kombinálását: több szekciós radiátorok jó hőátadással, csúcstechnológiás termosztátok, különböző típusú csövek (PVC és réz), csapok, dugók, szerelvények és természetesen saját gazdaságosabb kazánok, keringető szivattyúk.
3. Ha bemész egy tipikus 20-40 éve épült panelház lakásába, akkor azt látjuk, hogy a fűtési rendszer a lakás minden helyiségében az ablak alatti 7 szekciós akkumulátor, valamint egy függőleges cső meglétén múlik. egész ház (felszálló), amellyel fent/lent szomszédokkal lehet „kommunikálni”. Az autonóm fűtési rendszer (AHS) lehetővé teszi, hogy bármilyen bonyolultságú rendszert építsen, figyelembe véve a lakáslakók egyéni kívánságait.
4. A DSP-vel ellentétben egy külön fűtési rendszer figyelembe veszi az átvitelt, az energiafogyasztást és a hőveszteséget befolyásoló paraméterek meglehetősen lenyűgöző listáját. Környezeti hőmérsékleti viszonyok, a helyiségekben szükséges hőmérséklet-tartomány, a helyiség területe és térfogata, ablakok és ajtók száma, a helyiségek rendeltetése stb.

Így a fűtési rendszer hidraulikus számítása (HRSO) a fűtési rendszer számított jellemzőinek feltételes halmaza, amely átfogó információt nyújt olyan paraméterekről, mint a csőátmérő, radiátorok száma és szelepek.

Ezt a fajta radiátort a legtöbb panelházban telepítették a posztszovjet térben. Nyilvánvaló az anyagmegtakarítás és a tervezési ötletek hiánya

A GRSO lehetővé teszi a vízgyűrűs szivattyú (fűtési kazán) helyes kiválasztását a meleg víz szállítására a fűtési rendszer végső elemeihez (radiátorok), és ennek eredményeként a legkiegyensúlyozottabb rendszerrel rendelkezik, amely közvetlenül befolyásolja a lakásfűtési beruházásokat. .

Egy másik típusú fűtőtest a DSP-hez. Ez egy sokoldalúbb termék, amely tetszőleges számú bordával rendelkezhet. Így növelheti vagy csökkentheti a hőcserélő területet

Számítási lépések sorrendje

A fűtési rendszer számításáról szólva megjegyezzük, hogy ez az eljárás a leginkább ellentmondásos és a tervezés szempontjából a legfontosabb.

A számítás elvégzése előtt el kell végeznie a jövőbeli rendszer előzetes elemzését, például:

• hőegyensúlyt teremteni a lakás minden helyiségében, különösen minden helyiségben;
• jóváhagyja a termosztátokat, szelepeket és nyomásszabályozókat;
• radiátorokat válasszunk, hőcserélő felületek, hőátadó panelek;
• határozza meg a rendszer azon területeit, ahol a hűtőfolyadék maximális és minimális áramlása van.

Ezenkívül meg kell határozni a hűtőfolyadék szállításának általános sémáját: teljes és kis kör, egycsöves rendszer vagy kétcsöves fő.

A hidraulikus számítás eredményeként a hidraulikus rendszer több fontos jellemzőjét kapjuk, amelyek a következő kérdésekre adnak választ:

• mekkora legyen a fűtési forrás teljesítménye;
• mi a hűtőfolyadék áramlási sebessége és sebessége;
• mekkora a fűtési fővezeték szükséges átmérője;
• mekkora lehet a hőveszteség és magának a hűtőfolyadéknak a tömege.

A hidraulikus számítás másik fontos szempontja a rendszer minden részének (ágainak) kiegyensúlyozásának (összekapcsolásának) eljárása szélsőséges hőmérsékleti viszonyok között vezérlőeszközök segítségével.

A fűtési termékeknek több fő típusa létezik: öntöttvas és alumínium többszelvényű, acéllemez, bimetál radiátorok és kovektorok. De a leggyakoribbak az alumínium többrészes radiátorok

A csővezeték fő tervezési zónája egy állandó átmérőjű szakasz, valamint állandó melegvíz-áramlás, amelyet a helyiségek hőegyensúlyának képlete határoz meg. A tervezési zónák listája a szivattyútól vagy a hőforrástól kezdődik.

Példa kezdeti feltételek

A hidraulikus számítás minden részletének pontosabb magyarázatához vegyünk egy konkrét példát egy hétköznapi lakótérre. Klasszikus 2 szobás lakásunk van panelházban 65,54 m2 összterülettel.²melyben két szoba, konyha, külön wc és fürdőszoba, dupla folyosó, iker erkély található.

Az üzembe helyezést követően az alábbi tájékoztatást kaptuk a lakás készültségével kapcsolatban.A leírt lakásban gitttel és alapozóval kezelt monolit vasbeton szerkezetű falak, kétkamrás üvegezésű profilablakok, préselt beltéri ajtók, fürdőszoba padlózatán kerámia burkolat található.

Tipikus 9 szintes panelház négy bejárattal. Minden szinten 3 apartman található: egy 2 szobás és két 3 szobás. Az apartman az ötödik emeleten található

Ezen kívül a bemutatott ház már fel van szerelve réz vezetékekkel, elosztókkal és külön panellel, gáztűzhellyel, fürdőkáddal, mosdóval, WC-vel, törölközőmelegítővel, mosogatóval.

És ami a legfontosabb, a nappaliban, a fürdőszobában és a konyhában már alumínium radiátorok vannak. A csövekkel és a kazánnal kapcsolatos kérdés nyitott marad.

Hogyan történik az adatgyűjtés

A rendszer hidraulikus számítása többnyire a helyiség területe alapján a fűtés kiszámításához kapcsolódó számításokon alapul.

Ezért a következő információk birtokában kell lenni:

• az egyes helyiségek területe;
• ablak- és ajtócsatlakozók méretei (a belső ajtóknak gyakorlatilag nincs hatása a hőveszteségre);
• éghajlati viszonyok, a régió sajátosságai.

A következő adatokból indulunk ki. Közös helyiség területe - 18,83 m², hálószoba - 14,86 m², konyha - 10,46 m², erkély - 7,83 m² (összeg), folyosó - 9,72 m² (mennyiség), fürdőszoba - 3,60 m², WC - 1,5 m². Bejárati ajtók - 2,20 m², társalgó kirakata - 8,1 m², hálószoba ablaka - 1,96 m², konyhaablak - 1,96 m².

A lakás falainak magassága 2 méter 70 cm A külső falak B7 osztályú beton plusz belső vakolat, 300 mm vastagságban. Belső falak és válaszfalak - teherhordó 120 mm, normál - 80 mm. A padló és ennek megfelelően a mennyezet B15 osztályú, 200 mm vastag beton padlólapokból készül.

Ennek a lakásnak az elrendezése lehetőséget ad a konyhán, hálószobán és a nappalin átmenő egyetlen fűtési ág kialakítására, amely 20-22⁰C átlaghőmérsékletet biztosít a szobákban (+)

Mi a helyzet a környezettel? Az apartman egy kisváros mikrokörzetének közepén található házban található. A város egy bizonyos alföldön fekszik, tengerszint feletti magassága 130-150 m. Éghajlata mérsékelt kontinentális, hűvös telekkel és meglehetősen meleg nyarakkal.

Az éves átlaghőmérséklet +7,6°C. A januári átlaghőmérséklet -6,6°C, júliusban +18,7°C. Szél - 3,5 m/s, átlagos levegő páratartalom - 74%, csapadék 569 mm.

A régió éghajlati viszonyait elemezve meg kell jegyezni, hogy a hőmérséklet széles skálájával van dolgunk, ami viszont befolyásolja a lakás fűtési rendszerének beállításának speciális követelményét.

Hőgenerátor teljesítménye

A fűtési rendszer egyik fő eleme a kazán: elektromos, gáz, kombinált - ez ebben a szakaszban nem számít. Mivel számunkra fontos a fő jellemzője - a teljesítmény, vagyis az egységnyi idő alatti energiamennyiség, amelyet a fűtésre fordítanak.

Maga a kazán teljesítményét az alábbi képlet határozza meg:

Wboiler = (Sroom*Wshare) / 10,

Ahol:

• Helyet - az összes fűtést igénylő helyiség területének összege;
• Wdel — a hely éghajlati viszonyait figyelembe vevő fajlagos teljesítmény (ezért kellett ismerni a térség klímáját).

A különböző éghajlati övezetekre jellemzően a következő adatokkal rendelkezünk:

• északi régiók — 1,5 — 2 kW/m²;
• központi zóna — 1 — 1,5 kW/m²;
• déli régiók — 0,6 — 1 kW/m².

Ezek az adatok meglehetősen önkényesek, de egyértelmű számszerű választ adnak arra vonatkozóan, hogy a környezet milyen hatással van a lakás fűtési rendszerére.

Ez a térkép különböző hőmérsékletű éghajlati övezeteket mutat be. A ház elhelyezkedése a zónához képest meghatározza, hogy mennyi energiát kell költeni egy négyzetméter kWatt energia fűtésére (+)

A fűtendő lakásterület nagysága megegyezik a lakás teljes területével, és egyenlő, azaz 65,54-1,80-6,03 = 57,71 m2 (mínusz az erkély). A fajlagos kazánteljesítmény a központi régióban hideg telekkel 1,4 kW/m2. Így példánkban a fűtőkazán számított teljesítménye 8,08 kW-nak felel meg.

A hűtőfolyadék dinamikus paraméterei

Továbblépünk a számítások következő szakaszára - a hűtőfolyadék-fogyasztás elemzésére. A legtöbb esetben egy lakás fűtési rendszere eltér a többi rendszertől - ez a fűtőpanelek számának és a csővezeték hosszának köszönhető. A nyomást kiegészítő „hajtóerőként” használják a rendszeren keresztül történő függőleges áramláshoz.

Az egy- és többszintes magánházakban, régi panellakásokban nagynyomású fűtési rendszereket alkalmaznak, amelyek lehetővé teszik a hőleadó anyag szállítását az elágazó, többgyűrűs fűtési rendszer minden szakaszába, és a víz emelését az épület teljes magasságában (a 14. emeletig).

Éppen ellenkezőleg, egy átlagos 2 vagy 3 szobás, autonóm fűtéssel rendelkező lakásban nincs ilyen sokféle gyűrű és ág a rendszerben, legfeljebb három áramkört tartalmaz.

Ez azt jelenti, hogy a hűtőfolyadék szállítása a víz természetes folyamatával történik. De használhatod azt is keringető szivattyúk, a fűtést gáz/villanybojler biztosítja.

100 m-nél nagyobb helyiségek fűtéséhez cirkulációs szivattyú használatát javasoljuk². A szivattyú beépíthető a kazán elé vagy után is, de általában a „visszatérő” oldalra szerelik - alacsonyabb folyadékhőmérséklet, kisebb légkör, hosszabb szivattyú élettartam

A fűtési rendszerek tervezésével és telepítésével foglalkozó szakemberek két fő megközelítést határoznak meg a hűtőfolyadék mennyiségének kiszámítása szempontjából:

1. A rendszer tényleges kapacitásának megfelelően. Kivétel nélkül az összes üreg térfogata, ahol a melegvíz áramlása folyik, összeadódik: az egyes csőszakaszok összege, radiátorszakaszok stb. De ez egy meglehetősen munkaigényes lehetőség.
2. A kazán teljesítménye szerint. Itt a szakértők véleménye nagyon eltér, egyesek szerint 10, mások 15 liter kazánteljesítmény egységenként.

Pragmatikus szempontból figyelembe kell venni azt a tényt, hogy valószínűleg a fűtési rendszer nem csak meleg vizet szolgáltat a helyiségbe, hanem a fürdő/zuhanyzó, mosdókagyló, mosdó és szárító, és esetleg egy hidromasszázs vagy jakuzzi. Ez a lehetőség egyszerűbb.

Ezért ebben az esetben azt javasoljuk, hogy egységenként 13,5 litert állítson be. Ezt a számot a kazán teljesítményével (8,08 kW) megszorozva megkapjuk a becsült víztömeg térfogatát - 109,08 liter.

A hűtőfolyadék számított sebessége a rendszerben pontosan az a paraméter, amely lehetővé teszi egy bizonyos csőátmérő kiválasztását a fűtési rendszer számára.

Kiszámítása a következő képlettel történik:

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

Ahol:

• W — kazán teljesítménye;
• t — a betáplált víz hőmérséklete;
• nak nek — vízhőmérséklet a visszatérő körben;
• k — kazán hatásfoka (gázkazánnál 0,95).

A számított adatokat behelyettesítve a képletbe a következőt kapjuk: (0,86 * 8080 * 0,95)/80-60 = 6601,36/20 = 330 kg/h.Így egy óra alatt 330 liter hűtőfolyadék (víz) halad át a rendszeren, és a rendszer kapacitása körülbelül 110 liter.

A cső átmérőjének meghatározása

A fűtőcsövek átmérőjének és vastagságának végleges meghatározásához még meg kell vitatni a hőveszteség kérdését.

A maximális hőmennyiség a falakon keresztül távozik a helyiségből - akár 40%, az ablakokon - 15%, a padlón - 10%, minden más a mennyezeten/tetőn keresztül. A lakást elsősorban nyílászárókon és erkélymodulokon keresztüli veszteségek jellemzik

A fűtött helyiségekben többféle hőveszteség létezik:

1. Csőáramlási nyomásveszteség. Ez a paraméter egyenesen arányos a csövön belüli fajlagos súrlódási veszteség (a gyártó által megadott) és a cső teljes hosszának szorzatával. De tekintettel a jelenlegi feladatra, az ilyen veszteségeket figyelmen kívül lehet hagyni.
2. Nyomásveszteség a helyi csőellenállásoknál — hőköltségek a szerelvényeknél és a belső berendezéseknél. De figyelembe véve a probléma körülményeit, kis számú szerelvényhajlítást és a radiátorok számát, az ilyen veszteségeket figyelmen kívül lehet hagyni.
3. Hőveszteség a lakás elhelyezkedése alapján. A hőköltségnek van egy másik fajtája is, de ez inkább a helyiség elhelyezkedéséhez kapcsolódik az épület többi részéhez képest. Egy közönséges lakásnál, amely a ház közepén található, és szomszédos más lakásokkal a bal/jobb oldalon/fent/alul, az oldalfalakon, a mennyezeten és a padlón keresztüli hőveszteség majdnem „0”-val egyenlő.

A veszteségeket csak a lakás elülső részén - az erkélyen és a közös helyiség központi ablakán - keresztül lehet figyelembe venni. De ez a probléma megoldható, ha mindegyik radiátorhoz 2-3 részt adunk.

A cső átmérőjét a hűtőfolyadék áramlási sebességének és a fűtővezetékben való keringésének sebességének megfelelően választják ki

A fenti információkat elemezve érdemes megjegyezni, hogy a fűtési rendszerben a melegvíz számított sebességéhez a vízrészecskék vízszintes helyzetben a csőfalhoz viszonyított mozgásának táblázati sebessége ismert, hogy 0,3-0,7 m/s.

A mester segítségére bemutatjuk az úgynevezett ellenőrző listát a fűtési rendszer tipikus hidraulikus számításaihoz:

• kazán teljesítményének adatgyűjtése és számítása;
• hűtőfolyadék mennyisége és sebessége;
• hőveszteség és csőátmérő.

Néha számítások elvégzésekor olyan csőátmérőt kaphat, amely elég nagy ahhoz, hogy lefedje a hűtőfolyadék számított térfogatát. Ez a probléma megoldható a kazán lökettérfogatának növelésével vagy egy további tágulási tartály hozzáadásával.

Weboldalunkon található egy cikkblokk, amely a fűtési rendszer számításával foglalkozik, javasoljuk, hogy olvassa el:

1. A fűtési rendszer hőszámítása: hogyan kell helyesen kiszámítani a rendszer terhelését
2. Vízmelegítés számítása: képletek, szabályok, megvalósítási példák
3. Épület hőtechnikai számítása: számítások elvégzésének specifikumai és képletei + gyakorlati példák

Következtetések és hasznos videó a témában

A fűtési rendszerek természetes és kényszerített hűtőfolyadék-cirkulációs rendszereinek jellemzői, előnyei és hátrányai:

Összegezve a hidraulikai számításokat, az eredmény a leendő fűtési rendszer specifikus fizikai jellemzői.

Természetesen ez egy egyszerűsített számítási séma, amely hozzávetőleges adatokat szolgáltat egy tipikus kétszobás lakás fűtési rendszerének hidraulikus számításairól.

Ön saját maga próbálja elvégezni fűtési rendszerének hidraulikus számítását? Vagy esetleg nem ért egyet a bemutatott anyaggal? Várjuk észrevételeiket, kérdéseiteket – a visszajelzési blokk alább található.