Vykurovanie na základe cirkulácie teplej vody - najbežnejšia možnosť zabezpečenia súkromného domu. Pre kompetentný vývoj systému je potrebné mať predbežné výsledky analýzy, tzv. Hydraulický výpočet vykurovacieho systému, ktorý spája tlak na všetkých úsekoch siete s priemermi rúrok.
Tento článok podrobne popisuje spôsob výpočtu. Aby sme lepšie porozumeli algoritmu činností, preskúmali sme postup výpočtu pomocou špecifického príkladu.
Pri dodržaní opísanej postupnosti bude možné určiť optimálny priemer hlavného vedenia, počet vykurovacích zariadení, výkon kotla a ďalšie systémové parametre potrebné na zabezpečenie účinného individuálneho zásobovania teplom.
Koncepcia hydraulického výpočtu
Rozhodujúcim faktorom technologického vývoja vykurovacích systémov sa stali bežné úspory energie. Túžba zachrániť vás robí opatrnejší prístup k dizajnu, výberu materiálov, metód inštalácie a prevádzky vykurovania pre domácnosť.
Preto, ak sa rozhodnete vytvoriť jedinečný a predovšetkým ekonomický vykurovací systém pre váš byt alebo dom, odporúčame Vám, aby ste si prečítali pravidlá výpočtu a dizajnu.
Prevádzka tepelnej siete spočíva v prenose vypočítaného množstva tepelnej energie do zariadení, ktoré odovzdávajú teplo spotrebiteľovi. 
Úlohou hydraulického výpočtu je výber rúrok, ktoré zabezpečia minimálnu tepelnú stratu pri prechode chladiva cez rozsiahlu vykurovaciu sieť 
Množstvo tepelnej energie prenášanej na zariadenia závisí od spotreby tepla a teplotného rozdielu počas chladenia chladiaceho média. V dvojrúrkových obvodoch sú orientované na teplotný rozdiel vo všetkých zariadeniach 
Pri vykonávaní hydraulických výpočtov pre systém s jedným potrubím sa ako referenčný bod berie teplotný rozdiel na všetkých stúpačkách. 
Účelom výpočtu je výber rúrok, ktorými môže cirkulovať vypočítaný prietok chladiacej kvapaliny. Potrubia sa zvyčajne zbierajú podľa prezentovaného sortimentu, preto vo výpočtoch je vždy chyba. 
Rýchlosť prietoku chladiva vo výrobe nie je vopred nastavená, ale je určená spojením parametrov tlaku vo všetkých krúžkoch systému. 
Po prvé, výpočty sa vykonávajú na hlavnom obehovom krúžku. Je rozdelená na úseky a vypočíta sa prietoková rýchlosť chladiacej kvapaliny a tlaková strata zameraná na trenie pri pohybe vody alebo pary pozdĺž obrysu. 
Po stanovení parametrov hlavného cirkulačného krúžku sa vykonajú podobné výpočty pre sekundárne krúžky. Podľa výsledkov cirkulácie vo všetkých častiach systému vyberte priemer potrubia, aby sa vyrovnal tlak vo všetkých komponentoch siete.
Pred definovaním hydraulického výpočtu systému je potrebné jasne a jasne pochopiť, že individuálny vykurovací systém bytu a domu je podmienečne rádovo vyšší ako systém centrálneho vykurovania veľkej budovy.
Systém osobného vykurovania je založený na zásadne odlišnom prístupe k pojmom teplo a energia.
Podstatou hydraulického výpočtu je, že prietok chladiva nie je vopred nastavený s významnou aproximáciou k aktuálnym parametrom, ale je určený spojením priemerov rúr s parametrami tlaku vo všetkých krúžkoch systému.
Stačí urobiť triviálne porovnanie týchto systémov podľa nasledujúcich parametrov.
- Ústredné kúrenie (kotolňa-byt) je založené na štandardných typoch nosičov energie - uhlie, plyn. V autonómnom systéme môžete použiť takmer akúkoľvek látku, ktorá má vysoké špecifické teplo spaľovania, alebo kombináciu niekoľkých kvapalných, pevných, granulovaných materiálov.
- DSP je postavený na bežných prvkoch: kovové rúrky, „neohrabané“ batérie, uzatváracie ventily. Individuálny vykurovací systém umožňuje kombinovať rôzne prvky: viacdielne radiátory s dobrým odvodom tepla, high-tech termostaty, rôzne typy potrubí (PVC a meď), kohútiky, zástrčky, armatúry a samozrejme ich vlastné úspornejšie kotly, obehové čerpadlá.
- Ak vstúpite do bytu typického panelového domu, postaveného pred 20-40 rokmi, vidíme, že vykurovací systém prichádza do prítomnosti 7-článkovej batérie pod oknom v každej miestnosti bytu plus vertikálne potrubie cez celý dom (stúpačku), s ktorým môžete „komunikovať“ s susedia hore / dole. Či sa jedná o autonómny vykurovací systém (ASO) - umožňuje vybudovať systém akejkoľvek zložitosti, pričom sa zohľadňujú individuálne želania nájomníkov bytu.
- Na rozdiel od DSP, samostatný vykurovací systém berie do úvahy pomerne pôsobivý zoznam parametrov, ktoré ovplyvňujú prenos, spotrebu energie a tepelné straty. Podmienky okolitej teploty, požadovaný rozsah teploty v miestnostiach, priestor a objem miestnosti, počet okien a dverí, účel miestnosti atď.
Hydraulický výpočet vykurovacieho systému (GDF) je teda podmienený súbor vypočítaných charakteristík vykurovacieho systému, ktorý poskytuje komplexné informácie o takých parametroch, ako je priemer rúr, počet radiátorov a ventilov.
Tento typ radiátora bol inštalovaný vo väčšine panelových domov v postsovietskom priestore. Úspora na materiáloch a nedostatok nápadov na dizajn "na tvári"
GDFS vám umožňuje zvoliť si pravé kruhové vodné čerpadlo (vykurovací kotol) na prepravu teplej vody do koncových prvkov vykurovacieho systému (radiátory) a tým mať najvyváženejší systém, ktorý priamo ovplyvňuje finančné investície v časti vykurovania bytu.
Ďalší typ vykurovacieho telesa pre DSP. Toto je viacúčelový výrobok, ktorý môže mať ľubovoľný počet rebier. Tak môžete oblasť výmeny tepla zvýšiť alebo znížiť
Postupnosť krokov výpočtu
Keď už hovoríme o výpočte vykurovacieho systému, poznamenávame, že tento postup je najednoznačný a dôležitý z hľadiska dizajnu.
Pred vykonaním výpočtu musíte vykonať predbežnú analýzu budúceho systému, napríklad:
- nastaviť tepelnú bilanciu vo všetkých a konkrétne v každej miestnosti bytu;
- schvaľuje regulátory teploty, ventily a regulátory tlaku;
- výber radiátorov, povrchov na prenos tepla, panelov na prenos tepla;
- identifikovať oblasti systému s maximálnou a minimálnou spotrebou tepla.
Okrem toho je potrebné určiť všeobecnú schému prepravy chladiva: plný a malý okruh, jednovodový systém alebo dvojrúrkový rozvod.
Výsledkom hydraulického výpočtu je niekoľko dôležitých charakteristík hydraulického systému, ktoré poskytujú odpovede na nasledujúce otázky:
- aký by mal byť výkon zdroja tepla;
- aký je prietok a rýchlosť chladiva;
- Aký je priemer hlavného potrubia tepelného potrubia?
- aké sú možné straty tepla a hmotnosti chladiacej kvapaliny.
Ďalším dôležitým aspektom hydraulického výpočtu je postup vyvažovania (spájania) všetkých častí (vetiev) systému pri extrémnych tepelných podmienkach pomocou riadiacich zariadení.
Existuje niekoľko hlavných druhov vykurovacích produktov: liatinová a hliníková multisection, oceľová doska, bimetalové radiátory a covektory. Najbežnejšie sú však hliníkové viacdielne radiátory.
Odhadovaná plocha potrubného vedenia je úsek s konštantným priemerom samotného potrubia, ako aj nemenný prietok teplej vody, ktorý je určený vzorcom pre tepelnú bilanciu miestností. Vypočítanie projektových zón začína od čerpadla alebo zdroja tepla.
Príklad Počiatočné podmienky
Pre konkrétnejšie vysvetlenie všetkých podrobností o hydraulickom prepočte vezmeme konkrétny príklad obvyklého obytného priestoru. Máme klasický 2-izbový byt panelového domu s celkovou rozlohou 65, 54 m 2, ktorý zahŕňa dve izby, kuchyňu, samostatné WC a kúpeľňu, dvojitú chodbu, balkón.
Po uvedení do prevádzky obdržali nasledujúce informácie o pripravenosti bytu. Opísaný byt zahŕňa steny s monolitickými železobetónovými konštrukciami upravenými tmelom a základným náterom, okná z profilu s dvomi komorovými sklenenými, vnútornými dverami z lisovaného trupu a keramické obklady na podlahe kúpeľne.
Typický panelový 9-podlažný dom so štyrmi vchodmi. Na každom poschodí sú 3 apartmány: jedna 2-spálňová a dve 3-spálňové. Byt sa nachádza na piatom poschodí
Okrem toho, prezentované bývanie je už vybavené medenými rozvodmi, rozvádzačmi a samostatným ochranným krytom, plynovým sporákom, kúpeľňou, umývadlom, WC, ohrievačom uterákov, umývadlom.
A čo je najdôležitejšie v obývacej izbe, kúpeľni a kuchyni sú už hliníkové vykurovacie radiátory. Otázka týkajúca sa rúrok a kotla zostáva otvorená.
Ako sa zhromažďujú údaje
Hydraulický výpočet systému je väčšinou založený na výpočtoch súvisiacich s výpočtom vykurovania v priestore miestnosti.
Preto je potrebné mať k dispozícii tieto informácie:
- priestor každej jednotlivej miestnosti;
- rozmery spojok okien a dverí (vnútorné dvere nemajú prakticky žiadny vplyv na tepelné straty);
- klimatických podmienok, charakteristík regiónu.
Budeme postupovať z nasledujúcich údajov. Rozloha spoločenskej miestnosti je 18, 83 m 2, spálňa je 14, 86 m 2, kuchyňa je 10, 46 m 2, balkón je 7, 83 m 2 (celkom), chodba je 9, 72 m 2 (celkom), kúpeľňa je 3, 60 m 2, WC - 1, 5 m 2 . Vstupné dvere sú 2, 20 m 2, okno vitríny spoločenskej miestnosti je 8, 1 m 2, okno spálne je 1, 96 m 2, kuchynské okno je 1, 96 m 2 .
Výška bytových stien je 2 m 70 cm, vonkajšie steny sú z betónu triedy B7 plus vnútorná omietka hrubá 300 mm. Vnútorné steny a priečky - ložisko 120 mm, obyčajné - 80 mm. Podlaha a teda strop betónových dosiek triedy B15, hrúbka 200 mm.
Usporiadanie tohto bytu poskytuje možnosť vytvorenia jedinej vykurovacej vetvy prechádzajúcej cez kuchyňu, spálňu a obývaciu izbu, ktorá zabezpečí priemernú teplotu 20-22 ° C v izbách (+)
A čo životné prostredie? Byt sa nachádza v dome, ktorý sa nachádza uprostred mikroregiónu malého mesta. Mesto sa nachádza v určitej nížine, nadmorská výška je 130-150 m. Podnebie je mierne kontinentálne s chladnými zimami a pomerne teplými letami.
Priemerná ročná teplota + 7, 6 ° C Priemerná januárová teplota je -6, 6 ° C, júl + 18, 7 ° C. Vietor je 3, 5 m / s, priemerná vlhkosť vzduchu je 74% a množstvo zrážok je 569 mm.
Pri analýze klimatických podmienok v regióne je potrebné poznamenať, že sa zaoberáme veľkým rozsahom teplôt, čo zasa ovplyvňuje špeciálnu požiadavku na úpravu vykurovacieho systému v byte.
Výkon generátora tepla
Jednou z hlavných súčastí vykurovacieho systému je kotol: elektrický, plynový, kombinovaný - v tomto štádiu nezáleží. Keďže pre nás je dôležitá jeho hlavná charakteristika - energia, to znamená množstvo energie za jednotku času, ktorá sa vynaloží na vykurovanie.
Výkon samotného kotla je určený nižšie uvedeným vzorcom:
Wotla = (izba) W / 10,
kde:
- S premise je súčet plôch všetkých miestností, ktoré vyžadujú vykurovanie;
- Woodel - hustota energie s prihliadnutím na klimatické podmienky lokality (preto bolo potrebné poznať klímu regiónu).
To je charakteristické pre rôzne klimatické zóny:
- severné oblasti - 1, 5 - 2 kW / m 2 ;
- centrálna zóna - 1 - 1, 5 kW / m 2 ;
- južné regióny - 0, 6 - 1 kW / m 2 .
Tieto údaje sú dosť ľubovoľné, ale napriek tomu dávajú jasnú číselnú odpoveď týkajúcu sa vplyvu prostredia na vykurovacie zariadenie bytu.
Táto mapa zobrazuje klimatické zóny s rôznymi teplotami. Z miesta bývania vo vzťahu k zóne a závisí od toho, koľko budete potrebovať na vykurovanie štvorcového metra energie (+)
Celková plocha bytu, ktorý je potrebné vykurovať, sa rovná celkovej ploche bytu a je rovná 65, 54-1, 80-6, 03 = 57, 71 m2 (mínus balkón). Špecifický výkon kotla pre centrálnu oblasť so studenou zimou je 1, 4 kW / m2. V našom príklade teda vypočítaný výkon vykurovacieho kotla zodpovedá 8, 08 kW.
Dynamické parametre chladiacej kvapaliny
Prejdeme do ďalšej etapy výpočtov - analýzy spotreby chladiva. Vo väčšine prípadov sa vykurovanie bytu líši od ostatných systémov - je to spôsobené počtom vykurovacích panelov a dĺžkou potrubia. Tlak sa používa ako prídavná „hnacia sila“ prúdiaca vertikálne systémom.
V súkromných jednopodlažných a viacpodlažných budovách sa používajú staré panelové bytové domy, vysokotlakové vykurovacie systémy, ktoré umožňujú, aby sa prostriedok na prenos tepla mohol prepravovať do všetkých častí rozsiahleho viackruhového vykurovacieho systému a zvýšiť vodu na celú výšku (až do 14. poschodia) budovy.
Na rozdiel od toho, typický 2- alebo 3-izbový byt s nezávislým kúrením nemá takú rozmanitosť kruhov a vetiev systému, obsahuje maximálne tri okruhy.
To znamená, že k preprave chladiva dochádza prirodzeným procesom prúdenia vody. Môžete však použiť aj obehové čerpadlá, kúrenie je zabezpečené plynovým / elektrickým kotlom.
Pre vykurovanie miestností viac ako 100 m 2 odporúčame použiť obehové čerpadlo. Čerpadlo je možné namontovať pred aj po kotle, ale zvyčajne sa privedie na „spiatočku“ - nosná teplota je nižšia, prietok vzduchu je nižší, životnosť čerpadla je dlhšia
Odborníci v oblasti projektovania a inštalácie vykurovacích systémov definujú dva hlavné prístupy z hľadiska výpočtu objemu chladiva:
- Podľa skutočnej kapacity systému. Všetky objemy dutín, bez výnimky, sú zhrnuté tam, kde bude prúdiť teplá voda: súčet jednotlivých úsekov rúrok, úsekov radiátorov atď. Ale je to dosť časovo náročná možnosť.
- Výkon kotla. Tu sa názory odborníkov veľmi líšili, povedzme 10, ďalších 15 litrov na jednotku výkonu kotla.
Z pragmatického hľadiska je potrebné brať do úvahy skutočnosť, že pravdepodobne vykurovací systém bude dodávať nielen teplú vodu do miestnosti, ale aj ohrievať vodu pre vaňu / sprchu, umývadlo, umývadlo a sušičku a možno aj pre hydromasáž alebo vírivku. Táto možnosť je jednoduchšia.
Preto v tomto prípade odporúčame inštalovať 13, 5 litra na jednotku výkonu. Vynásobením tohto čísla výkonom kotla (8, 08 kW) získame vypočítaný objem vody - 109, 08 litrov.
Vypočítaná rýchlosť chladiaceho média v systéme je vlastne ten istý parameter, ktorý vám umožňuje zvoliť špecifický priemer potrubia pre vykurovacie zariadenie.
Vypočíta sa podľa tohto vzorca: \ t
V = (0, 86 * W * k) / t-k,
kde:
- W - výkon kotla;
- t je teplota privádzanej vody;
- - teplota vody vo vratnom okruhu;
- k - účinnosť kotla (0, 95 pre plynový kotol).
Nahradením vypočítaných údajov do vzorca máme: (0, 86 * 8080 * 0, 95) / 80-60 = 6601, 36 / 20 = 330 kg / h. Za jednu hodinu sa teda v systéme presunie 330 l chladiva (voda) a kapacita systému je približne 110 l.
Stanovenie priemeru potrubia
Pri konečnom určovaní priemeru a hrúbky vykurovacích rúrok je potrebné prediskutovať otázku tepelných strát.
Maximálne množstvo tepla opustí miestnosť cez steny - až 40%, cez okná - 15%, podlaha - 10%, všetko ostatné cez strop / strechu. Pre apartmán sú straty charakterizované najmä oknami a balkónovými modulmi.
Vo vykurovaných priestoroch je niekoľko typov tepelných strát:
- Prúd tlakovej straty v potrubí . Tento parameter je priamo úmerný súčinu špecifických strát trenia vo vnútri potrubia (dodaných výrobcom) a celkovej dĺžky potrubia. Ale vzhľadom na súčasnú úlohu je možné tieto straty ignorovať.
- Straty hlavy pri miestnych odporoch potrubia - náklady na teplo v armatúrach a vo vnútorných zariadeniach. Ale vzhľadom na podmienky problému, malý počet armatúr a počet radiátorov, tieto straty môžu byť zanedbané.
- Tepelné straty na základe umiestnenia bytu . Existuje iný typ tepelných nákladov, ale viac súvisia s umiestnením miestnosti v porovnaní so zvyškom budovy. Pre obyčajný byt, ktorý sa nachádza v strede domu a je priľahlý k ľavej / pravej / hornej / dolnej časti s inými bytmi, sú tepelné straty cez bočné steny, strop a podlahu takmer rovné „0“.
Je možné brať do úvahy len straty cez prednú časť bytu - balkón a centrálne okno spoločenskej miestnosti. Ale táto otázka je uzavretá pridaním 2-3 častí ku každému z radiátorov.
Hodnota priemeru potrubia sa volí podľa prietoku chladiacej kvapaliny a rýchlosti jej cirkulácie v vykurovacom potrubí
Pri analýze vyššie uvedených informácií stojí za zmienku, že pre vypočítanú rýchlosť horúcej vody vo vykurovacom systéme je známa tabuľková rýchlosť pohybu častíc vody vo vzťahu k stene potrubia v horizontálnej polohe 0, 3-0, 7 m / s.
Na pomoc majiteľovi prezentujeme tzv. Kontrolný zoznam pre výpočty pre typický hydraulický výpočet vykurovacieho systému:
- zber údajov a výpočet výkonu kotla;
- objem a rýchlosť chladiva;
- tepelné straty a priemer potrubia.
Niekedy počas chybného výpočtu môžete získať dostatočne veľký priemer potrubia na pokrytie vypočítaného objemu chladiacej kvapaliny. Tento problém možno vyriešiť zvýšením posunu kotla alebo pridaním prídavnej expanznej nádoby.
Na našich stránkach sa nachádza blok článkov venovaných výpočtu vykurovacieho systému, odporúčame Vám, aby ste si prečítali:
- Tepelný výpočet vykurovacieho systému: ako správne vypočítať zaťaženie systému
- Výpočet ohrevu vody: vzorce, pravidlá, príklady implementácie
- Tepelné inžinierske výpočty budov: špecifickosť a vzorce pre vykonávanie výpočtov + praktické príklady
Závery a užitočné video na túto tému
Vlastnosti, výhody a nevýhody prirodzených a nútených systémov cirkulácie chladiaceho média pre vykurovacie systémy:
Výsledkom súhrnných hydraulických výpočtov boli špecifické fyzikálne charakteristiky budúceho vykurovacieho systému.
Je to prirodzene zjednodušená kalkulačná schéma, ktorá poskytuje približné údaje o hydraulickom výpočte vykurovacieho systému typického dvojizbového bytu.
Snažíte sa samostatne vykonávať hydraulický výpočet vykurovacieho systému? Alebo možno nesúhlasia s uvedeným materiálom? Čakáme na vaše pripomienky a otázky - blok spätnej väzby sa nachádza nižšie.