Calcul hidraulic al sistemului de încălzire al unei case private - procedură de calcul + prezentare generală a programelor utile

Sistem de circulație forțată

Echipamentele de acest tip pentru căsuțele cu două etaje sunt considerate mai de preferat. În acest caz, pompa de circulație este responsabilă pentru mișcarea neîntreruptă a lichidelor de răcire de-a lungul rețelei. În astfel de sisteme, este permisă utilizarea țevilor cu diametru mai mic și a unui cazan de putere nu prea mare. Adică, în acest caz, o metodă mult mai eficientă sistem de încălzire cu o singură conductă casa cu doua etaje. Circuitul pompei are un singur dezavantaj serios - dependența de rețelele electrice. Prin urmare, acolo unde curentul este oprit foarte des, merită instalat echipamentul conform calculelor făcute pentru un sistem cu un curent natural de răcire.Suplimentând acest design cu o pompă de circulație, puteți obține cea mai eficientă încălzire a casei.

Un cazan pe gaz fără electricitate este un model tradițional de aparat de podea care nu necesită surse suplimentare de energie pentru a funcționa. Este recomandabil să instalați dispozitive de acest tip dacă există întreruperi regulate de curent. De exemplu, acest lucru este valabil în zonele rurale sau cabane de vară. Companiile producătoare produc modele moderne de cazane cu dublu circuit.

Mulți producători populari produc modele diferite cazane pe gaz nevolatileși sunt destul de eficiente și de înaltă calitate. Recent, au apărut modele de astfel de dispozitive montate pe perete. Proiectarea sistemului de încălzire trebuie să fie astfel încât lichidul de răcire să circule conform principiului convecției.

Aceasta înseamnă că apa încălzită urcă și intră în sistem prin conductă. Pentru ca circulația să nu se oprească, este necesar să așezați țevile în unghi, iar acestea trebuie să aibă și un diametru mare.

Și, desigur, este foarte important ca centrala pe gaz în sine să fie situată în punctul cel mai de jos al sistemului de încălzire.

Este posibil să conectați separat o pompă la un astfel de echipament de încălzire, care este alimentat de la rețea. Prin conectarea acestuia la sistemul de încălzire, va pompa lichidul de răcire, îmbunătățind astfel funcționarea cazanului. Și dacă opriți pompa, lichidul de răcire va începe din nou să circule prin gravitație.

Caracteristici de design

Pentru ca sistemul gravitațional să funcționeze eficient, trebuie îndeplinite următoarele cerințe:

• orice generator de căldură nevolatil cu țevi de evacuare cu un diametru de 40-50 mm acționează ca sursă de căldură;
• la ieșirea cazanului sau a sobei cu circuit de apă, se montează imediat un riser de accelerare - o conductă verticală prin care se ridică lichidul de răcire încălzit;
• Riserul se termină cu un rezervor de expansiune de tip deschis instalat în pod sau sub tavanul etajului superior (în funcție de tipul de cablare și de designul unei case private);
• capacitatea rezervorului - 10% din volumul lichidului de răcire;
• sub gravitație, este de dorit să alegeți dispozitive de încălzire cu dimensiuni mari ale canalelor interne - fontă, aluminiu, bimetalice;
• pentru un transfer mai bun de căldură, radiatoarele de încălzire sunt conectate după o schemă versatilă - inferioară sau diagonală;
• la racordurile radiatoarelor se monteaza vane speciale cu pas total cu capete termice (de alimentare) si vane de echilibrare (retur);
• este mai bine să echipați bateriile cu orificii de aerisire manuale - macarale Mayevsky;
• reumplerea rețelei de încălzire se organizează în cel mai jos punct - lângă cazan;
• toate secțiunile orizontale ale țevilor sunt așezate cu pante, minimul este de 2 mm pe metru liniar, media este de 5 mm / 1 m.

În stânga în fotografie - ridicătorul de alimentare a transportorului de căldură de la cazanul pe podea cu o pompă pe bypass, în dreapta - conexiunea conductei de retur

Sistemele de încălzire prin gravitație sunt deschise, funcționează la presiunea atmosferică. Dar fluxul gravitațional va funcționa într-un circuit închis cu un rezervor cu membrană? Răspundem: da, circulația naturală va continua, dar viteza lichidului de răcire va scădea, randamentul va scădea.

Nu este greu de fundamentat răspunsul, este suficient să menționăm modificarea proprietăților fizice ale lichidelor aflate sub presiune în exces. Cu o presiune în sistem de 1,5 bar, punctul de fierbere al apei se va schimba la 110 ° C, densitatea acesteia va crește și ea.Circulația va încetini din cauza diferenței mici dintre masele fluxului cald și răcit.

Diagrame de flux gravitaționale simplificate cu un rezervor de expansiune deschis și cu membrană

Calculul pierderilor de căldură la domiciliu

Aceste date vor fi necesare pentru a determina puterea necesară a sistemului de încălzire, adică cazanul, și puterea termică a fiecărui radiator separat. Pentru a face acest lucru, puteți utiliza calculatorul nostru online pentru pierderi de căldură. Acestea trebuie calculate pentru fiecare cameră din casă care are un perete exterior.

Examinare. Pierderea de căldură calculată a fiecărei încăperi este împărțită la cuadratura ei și obținem pierderea de căldură specifică în W/mp. De obicei variază de la 50 până la 150 W/kv. m. Dacă cifrele dumneavoastră sunt foarte diferite de cele date, atunci poate că a fost făcută o greșeală. Pierderile de căldură ale camerelor de la etaj sunt cele mai mari, urmate de pierderile de căldură de la primul etaj și cele mai mici sunt în camerele de la etajele mijlocii.

Calculul hidraulicului sistemului de încălzire a apei

Lichidul de răcire circulă prin sistem sub presiune, care nu este o valoare constantă. Scade din cauza prezenței forțelor de frecare a apei pe pereții țevii, rezistenței pe fitingurile și fitingurile de țeavă. Proprietarul contribuie și prin ajustarea distribuției căldurii în camere individuale.

Presiunea crește dacă temperatura de încălzire a lichidului de răcire crește și invers - scade atunci când scade.

Pentru a evita dezechilibrarea sistemului de încălzire, este necesar să se creeze condiții în care fiecare radiator primește atât de mult lichid de răcireatat timp cat este necesar pentru a mentine temperatura setata si a compensa pierderile inevitabile de caldura.

Scopul principal al calculului hidraulic este de a alinia costurile calculate ale rețelei cu costurile reale sau de exploatare.

În această etapă de proiectare se determină următoarele:

• diametrul și capacitatea conductei;
• pierderi de presiune locale în secțiuni individuale ale sistemului de încălzire;
• cerințe de echilibrare hidraulică;
• pierderi de presiune în întregul sistem (general);
• debitul optim.

Pentru producerea calculului hidraulic, este necesar să faceți o pregătire:

1. Adunați date și organizați-le.
2. Selectați o metodă de calcul.

În primul rând, proiectantul studiază parametrii termici ai obiectului și efectuează un calcul termic. Drept urmare, el are informații despre cantitatea de căldură necesară pentru fiecare cameră. După aceea, sunt selectate dispozitivele de încălzire și o sursă de căldură.

Reprezentare schematică a sistemului de încălzire într-o casă privată

În etapa de dezvoltare, se ia o decizie cu privire la tipul de sistem de încălzire și se selectează caracteristicile echilibrării sale, țevilor și fitingurilor. La finalizare, se întocmește o schemă de cablare axonometrică, se elaborează planuri de etaj indicând:

• puterea radiatorului;
• debitul lichidului de răcire;
• amenajarea echipamentelor termice etc.

Toate secțiunile sistemului, punctele nodale sunt marcate, numărate și aplicate pe desen, lungimea inelelor.

Ordinea de montare

Un sistem cu o singură conductă este asamblat după cum urmează:

• În camera de utilitate, centrala este instalată pe podea sau atârnată pe perete. Cu ajutorul echipamentelor cu gaz, poate fi amenajat cel mai fiabil și eficient sistem de încălzire cu o singură conductă pentru o casă cu două etaje.Schema de conectare în acest caz va fi standard și vă va permite să faceți toată munca, dacă doriți, chiar și pe cont propriu.
• Radiatoarele de încălzire sunt atârnate pe pereți.
• În următoarea etapă, ascensoarele „de alimentare” și „inversare” sunt montate la etajul doi. Sunt situate în imediata apropiere a cazanului. În partea de jos, conturul primului etaj se unește cu montantele, în partea de sus - al doilea.
• Urmează conexiunea la liniile bateriei. Pe fiecare radiator trebuie instalate o supapă de închidere (pe secțiunea de admisie a bypass-ului) și o supapă Mayevsky.
• În imediata apropiere a cazanului, pe conducta de „retur” este montat un vas de expansiune.
• Tot pe conducta „retur” de lângă cazan pe bypass cu trei robinete, este conectată o pompă de circulație. Un filtru special taie în fața lui pe bypass.

În etapa finală, sistemul este testat la presiune pentru a identifica defecțiunile și scurgerile echipamentelor.

După cum puteți vedea, sistemul de încălzire cu o singură conductă al unei case cu două etaje, a cărui schemă este cât se poate de simplă, poate fi un echipament foarte convenabil și practic.

Cu toate acestea, dacă doriți să utilizați un design atât de simplu, în prima etapă este important să faceți toate calculele necesare cu acuratețe maximă.

Gândindu-ne la instalarea încălzirii, inițial se stabilește ce tip de combustibil va fi folosit

Dar, împreună cu aceasta, este extrem de important să decideți cât de independentă va fi încălzirea planificată. Deci, un sistem de încălzire fără pompă, care nu are nevoie de electricitate pentru a funcționa, va fi cu adevărat autonom. Tot ce aveți nevoie este o sursă de căldură și o conductă bine plasată pentru o funcționare eficientă.

Pentru o funcționare eficientă, aveți nevoie doar de o sursă de căldură și de conducte amplasate corespunzător.

Circuitul de incalzire este un ansamblu de elemente menite sa incalzeasca locuinta prin transferul de caldura in aer. Cel mai comun tip de încălzire este un sistem care utilizează ca sursă de încălzire boilere sau cazane conectate la alimentarea cu apă. Apa, care trece prin încălzitor, atinge o anumită temperatură, apoi merge în circuitul de încălzire.

În sistemele cu lichid de răcire, care este folosit ca apă, circulația poate fi organizată în două moduri:

Cazanele (cazanele) sunt folosite ca sursă de căldură pentru încălzirea apei. Principiul lor de funcționare se bazează pe transformarea unui anumit tip de energie în căldură, urmată de transferul acestuia la lichidul de răcire. În funcție de tipul sursei de încălzire, echipamentul cazanului poate fi pe gaz, combustibil solid, electric sau păcură.

În funcție de tipul de conectare a elementelor circuitului, sistemul de încălzire poate fi cu o conductă sau cu două conducte. Dacă toate dispozitivele de circuit sunt conectate în serie unul față de celălalt, adică lichidul de răcire trece prin toate elementele în ordine și se întoarce la cazan, atunci un astfel de sistem se numește sistem cu o singură conductă. Dezavantajul său major este încălzirea neuniformă. Acest lucru se datorează faptului că fiecare element pierde o anumită cantitate de căldură, astfel încât diferența de temperatură a cazanului poate fi semnificativă.

Un sistem de tip cu două țevi implică o conexiune paralelă a radiatoarelor la un colț. Dezavantajele unei astfel de conexiuni includ o complicație de proiectare și un consum de material dublat în comparație cu un sistem cu o singură conductă. Dar construcția unui circuit de încălzire pentru spații mari cu mai multe etaje se realizează numai printr-o astfel de conexiune.

Un sistem de circulație gravitațională este sensibil la erorile făcute în timpul instalării de încălzire.

Ce înseamnă calculul hidraulicului și de ce este necesar

A face un calcul hidraulic al încălzirii înseamnă a selecta corect parametrii anumitor secțiuni ale rețelei, ținând cont de presiune, astfel încât să se realizeze un anumit debit de lichid de răcire prin acestea.

Acest calcul face posibilă determinarea:

• Pierderi de presiune în diferite părți ale rețelei;
• debitul conductei;
• Flux optim de fluid;
• Indicatoare necesare pentru echilibrarea hidraulică.

Combinând toate datele obținute, puteți selecta pompe de încălzire.

Cantitatea de sursă de căldură care intră în calorifere trebuie să fie astfel încât să se obțină un echilibru termic în interiorul clădirii, ținând cont de temperatura străzii și temperatura setată de utilizator pentru fiecare cameră separat.

Dacă încălzirea este autonomă, puteți utiliza următoarele metode de calcul:

• Utilizarea caracteristicilor de rezistență și conductivitate;
• Conform costurilor unitare;
• Prin compararea presiunii dinamice;
• Pentru lungimi diferite, redus la un singur indicator.

Calculul hidraulicii este una dintre cele mai importante etape în dezvoltarea sistemelor de încălzire cu un agent de căldură lichid.

Înainte de a continua cu implementarea sa, trebuie să:

• Determinați echilibrul de căldură în incinta necesară;
• Selectați tipul de dispozitive de încălzire și plasați-le pe desenele clădirii;
• Rezolvați întrebări referitoare la configurația sistemului de încălzire, precum și la tipurile de țevi și fitinguri utilizate;
• Desenați o diagramă a sistemului de încălzire, unde vor fi vizibile numerele, sarcinile și lungimile secțiunilor necesare;
• Determinați inelul principal de circulație de-a lungul căruia se deplasează lichidul de răcire.

De obicei, pentru clădirile cu un număr mic de etaje, se utilizează un sistem de încălzire cu două conducte, iar pentru clădirile cu un număr mare de etaje se utilizează un sistem de încălzire cu o singură conductă.

Cum se efectuează calculele de calcul hidraulic

Există câteva sarcini care trebuie rezolvate pentru a face un calcul hidraulic al sistemului de încălzire:

1. Determinați diametrul țevilor în toate secțiunile sistemului (nu uitați să țineți cont de viteza de mișcare a transportorului de căldură).
2. Calculați pierderea de presiune.
3. Rezolvați echilibrarea hidraulică.
4. Și, desigur, debitul lichidului de răcire.

Ce programe gratuite există pentru asta?

După cum ați putea ghici, acest program este conceput pentru a efectua rapid calculele necesare. În primul rând, trebuie să faceți toate setările corespunzătoare și să selectați cele mai potrivite elemente de echipament. Astfel, este posibil să se creeze scheme complet noi. În plus, o schemă gata făcută poate fi ajustată după cum este necesar.

Acest software combină armonios ambele opțiuni, permițându-vă să creați modele originale și să le ajustați pe cele vechi. Programul are cele mai largi posibilitati in ceea ce priveste calculele hidraulice, de la debitul lichidului de racire pana la alegerea tevilor cu diametrul necesar. Toate rezultatele muncii dumneavoastră pot fi importate în sistemul de operare sub orice formă.

Acest program este disponibil gratuit. Vă permite să calculați tot ce aveți nevoie pentru sisteme, indiferent de numărul de țevi.Diferența esențială a „Hertz”, care îl deosebește favorabil de alți analogi, este că puteți crea diverse proiecte, atât în ​​clădiri noi, cât și în clădiri reconstruite, în care amestecul de glicol este lichidul de răcire. Programul a fost certificat de OOO TsSPS.

Introducerea datelor este foarte convenabilă, deoarece se realizează grafic. Rezultatele calculelor sunt vizualizate sub formă de diagrame.

Cu el, vei calcula suprafața sau radiatorul. Este alcătuit dintr-un set special de patru programe similare. Deci, să ne uităm la posibilitățile programului:

1. Alegerea conductei în funcție de diametru.
2. Alegerea radiatoarelor potrivite.
3. Determină înălțimea la care trebuie amplasate pompele.
4. Diferite tipuri de calcule ale suprafețelor de încălzire.
5. Determinarea celei mai potrivite temperaturi.

Spre deosebire de opțiunile anterioare, puteți descărca gratuit doar o versiune de probă a programului, care, desigur, are unele limitări. În primul rând, în marea majoritate a opțiunilor, nu numai că veți putea importa o imagine în sistemul de operare, ci chiar o veți putea imprima. În plus, în fiecare aplicație individuală există un fel de limită: trei proiecte finalizate pe unul. Cu toate acestea, îl puteți modifica de un număr infinit de ori, acest lucru nu este interzis. Și, în sfârșit, proiectele terminate vor fi salvate într-un format special, nicio altă versiune nu va putea citi o astfel de extensie.

Ca urmare, aș dori să remarc că calculul hidraulic al sistemului de încălzire este o parte integrantă a sistemului de control modern.Pentru a alege supapele de control fără a avea o idee despre ce se întâmplă pe piață în acest moment, va trebui să faceți calcule pe întreaga suprafață a structurii, este recomandabil să folosiți cel mai bogat posibil. bibliotecă. Funcționarea întregului sistem va depinde de cât de corecte vor fi datele dumneavoastră.

Circuit cu două conducte într-un apartament înalt

Pentru a face încălzirea corectă într-un apartament al unei clădiri cu mai multe etaje, trebuie să planificați totul de la bun început. Unul dintre punctele cheie în planificare este calculul diametrului conductei pentru încălzire.

Partea tehnică a cazului se numește calcul hidraulic. În același timp, următorii factori influențează alegerea diametrului țevilor pentru încălzire:

• lungimea sistemului;
• temperatura lichidului de răcire de alimentare;
• temperatura de retur;
• materiale si accesorii;
• zona camerei;
• gradul de oboseală din cameră.

Cu alte cuvinte, înainte de a calcula diametrul conductei pentru încălzire, este necesar să se determine performanța hidraulică a sistemului. Puteți face numai calcule aproximative pe cont propriu, care pot fi folosite și în practică.

Diametrul conductelor pentru un sistem de încălzire cu două conducte determină direct cât de repede va ajunge căldura de la cazan la punctul final al circuitului. Cu cât trecerea condiționată este mai mică, cu atât viteza lichidului de răcire este mai mare.

La urma urmei, apa pentru o perioadă mai lungă de timp va avea timp să degaje o cantitate mai mare de căldură.

Cea mai simplă soluție pentru a calcula diametrul unei țevi pentru încălzire este să adere la același pasaj condiționat ca și în conducta de ramificație care intră în apartamentul tău de la colțul central.

Acest lucru vă va economisi timp și nervi, deoarece nu a fost o coincidență faptul că dezvoltatorul a instalat un circuit cu o astfel de secțiune. Înainte ca obiectul să înceapă să fie construit, au fost efectuate toate calculele, inclusiv cele hidraulice.

Dacă doriți să calculați totul conform formulei, atunci utilizați informațiile din blocul următor.

Diametrul optim al unei conducte pentru încălzire într-un apartament și într-o casă privată de până la 100 de metri pătrați este de 25 mm. Se referă la produse din polipropilenă.

Date despre cum se calculează diametrul conductei pentru încălzire

Pentru a calcula diametrul conductei, veți avea nevoie de următoarele date: acestea sunt pierderea totală de căldură a locuinței, lungimea conductei și calculul puterii radiatoarelor din fiecare cameră, precum și metoda de cablare. . Divorțul poate fi cu o singură conductă, cu două conducte, are ventilație forțată sau naturală.

Din păcate, este imposibil să se calculeze cu exactitate secțiunea transversală a țevilor. Într-un fel sau altul, va trebui să alegeți dintre câteva opțiuni. Acest punct trebuie clarificat: o anumită cantitate de căldură trebuie să fie livrată caloriferelor, realizând în același timp încălzirea uniformă a bateriilor. Dacă vorbim de sisteme cu ventilație forțată, atunci acest lucru se face folosind țevi, o pompă și lichidul de răcire în sine. Tot ceea ce este necesar este să conduceți cantitatea necesară de lichid de răcire pentru o anumită perioadă de timp.

Se pare că puteți alege țevi cu diametru mai mic și puteți furniza lichidul de răcire la o viteză mai mare. De asemenea, puteți face o alegere în favoarea țevilor cu o secțiune transversală mai mare, dar reduceți intensitatea alimentării cu lichid de răcire. Prima variantă este de preferat.

Prezentare generală a programelor pentru calcule hidraulice

Exemplu de program pentru calculul încălzirii

De fapt, orice calcul hidraulic al sistemelor de încălzire a apei este o sarcină de inginerie complexă.Pentru a o rezolva, au fost dezvoltate o serie de pachete software care simplifică implementarea acestei proceduri.

Puteți încerca să faceți un calcul hidraulic al sistemului de încălzire în carcasa Excel, folosind formule gata făcute. Cu toate acestea, pot apărea următoarele probleme:

• Mare eroare. În cele mai multe cazuri, schemele cu o singură conductă sau două conducte sunt luate ca exemplu de calcul hidraulic al unui sistem de încălzire. Găsirea unor astfel de calcule pentru colector este problematică;
• Pentru a lua în considerare corect rezistența hidraulică a conductei, sunt necesare date de referință, care nu sunt disponibile în formular. Acestea trebuie căutate și introduse suplimentar.

Având în vedere acești factori, experții recomandă utilizarea programelor de calcul. Majoritatea sunt plătite, dar unele au o versiune demo cu funcții limitate.

Oventrop CO

Program pentru calcul hidraulic

Cel mai simplu și mai ușor de înțeles program pentru calculul hidraulic al sistemului de alimentare cu căldură. O interfață intuitivă și setări flexibile vă vor ajuta să vă ocupați rapid de nuanțele introducerii datelor. Pot apărea probleme minore în timpul instalării inițiale a complexului. Va fi necesar să introduceți toți parametrii sistemului, începând de la materialul conductei și terminând cu amplasarea elementelor de încălzire.

HERZ C.O.

Se caracterizează prin flexibilitatea setărilor, capacitatea de a face un calcul hidraulic simplificat al încălzirii atât pentru un nou sistem de alimentare cu căldură, cât și pentru modernizarea unuia vechi. Diferă de analogi într-o interfață grafică convenabilă.

Instal-Therm HCR

Pachetul software este conceput pentru rezistența hidraulică profesională a sistemului de alimentare cu căldură. Versiunea gratuită are multe limitări.Domeniu de aplicare - proiectarea încălzirii în clădiri publice și industriale mari.

Exemplu de calcul hidraulic sisteme de incalzire:

Definiţia resistance

Adesea, inginerii se confruntă cu calcule ale sistemelor de alimentare cu căldură pentru instalațiile mari. Astfel de sisteme necesită un număr mare de dispozitive de încălzire și sute de metri rulați de țevi. Puteți calcula rezistența hidraulică a sistemului de încălzire folosind ecuații sau programe speciale automate.

Pentru a determina pierderea relativă de căldură datorată aderenței în linie, se utilizează următoarea ecuație aproximativă: R = 510 4 v 1,9 / d 1,32 (Pa / m). Aplicarea acestei ecuații este justificată pentru viteze care nu depășesc 1,25 m/s.

Dacă se cunoaște valoarea consumului de apă caldă, atunci se utilizează o ecuație aproximativă pentru a afla secțiunea transversală în interiorul conductei: d = 0,75 √G (mm). După ce primiți rezultatul, va trebui să vă referiți la un tabel special pentru a obține secțiunea transversală a pasajului condiționat.

Principiul de funcționare a unui sistem de încălzire deschis cu o pompă de circulație

Calculul parametrilor lichidului de răcire

Calculul lichidului de răcire se reduce la determinarea următorilor indicatori:

• viteza de deplasare a maselor de apă prin conductă cu parametrii dați;
• temperatura medie a acestora;
• consumul de purtător asociat cu cerințele de performanță ale echipamentelor de încălzire.

Formulele cunoscute pentru calcularea parametrilor lichidului de răcire (ținând cont de hidraulică) sunt destul de complexe și incomode în aplicarea practică. Calculatoarele online folosesc o abordare simplificată care vă permite să obțineți un rezultat cu o eroare permisă pentru această metodă.

Cu toate acestea, înainte de a începe instalarea, este important să aveți grijă să achiziționați o pompă cu indicatori nu mai mici decât cei calculati.Numai în acest caz, există încredere că cerințele pentru sistem conform acestui criteriu sunt pe deplin îndeplinite și că este capabil să încălziți camera la temperaturi confortabile.