Хидраулички прорачун система грејања на конкретном примеру

Грејање засновано на циркулацији топле воде је најчешћа опција за уређење приватне куће.За компетентан развој система неопходно је имати прелиминарне резултате анализе, тзв. хидраулички прорачун система грејања, који повезује притисак у свим деловима мреже са пречницима цеви.

У представљеном чланку је детаљно описана методологија израчунавања. Да бисмо боље разумели алгоритам акција, погледали смо поступак израчунавања користећи конкретан пример.

Придржавајући се описаног редоследа, биће могуће одредити оптимални пречник цевовода, број уређаја за грејање, снагу котла и друге системске параметре неопходне за уређење ефикасног индивидуалног снабдевања топлотом.

Концепт хидрауличког прорачуна

Одлучујући фактор у технолошком развоју система грејања била је уобичајена уштеда енергије. Жеља за уштедом новца тера нас да пажљивије приступимо дизајну, избору материјала, методама уградње и раду грејања за дом.

Стога, ако одлучите да направите јединствен и првенствено економичан систем грејања за свој стан или кућу, препоручујемо вам да се упознате са правилима прорачуна и дизајна.

Пре него што дефинишете хидраулички прорачун система, морате јасно и јасно разумети да се индивидуални систем грејања стана или куће налази, конвенционално, за ред величине више у односу на систем централног грејања велике зграде.

Лични систем грејања заснива се на фундаментално другачијем приступу концептима топлотних и енергетских ресурса.

Суштина хидрауличког прорачуна је да се брзина протока расхладне течности не поставља унапред са значајном апроксимацијом стварним параметрима, већ се одређује повезивањем пречника цевовода са параметрима притиска у свим прстеновима система.

Довољно је извршити тривијално поређење ових система према следећим параметрима.

1. Систем централног грејања (котларница-кућа-стан) заснива се на стандардним врстама енергената - угаљ, гас. У аутономном систему можете користити скоро сваку супстанцу која има високу специфичну топлоту сагоревања или комбинацију неколико течних, чврстих или зрнастих материјала.
2. ДСП је изграђен на обичним елементима: металним цевима, „незграпним“ батеријама, запорним вентилима. Индивидуални систем грејања вам омогућава да комбинујете различите елементе: радијаторе са више делова са добрим преносом топлоте, високотехнолошки термостати, различите врсте цеви (ПВЦ и бакар), славине, утикачи, фитинги и наравно наши економичнији котлови, циркулационе пумпе.
3. Ако уђете у стан типичне панелне куће изграђене пре 20-40 година, видимо да се систем грејања своди на присуство батерије од 7 делова испод прозора у свакој просторији стана плус вертикална цев кроз цела кућа (узлаз), са којом можете „комуницирати“ са суседима изнад/доле. Аутономни систем грејања (АХС) вам омогућава да изградите систем било које сложености, узимајући у обзир индивидуалне жеље становника стана.
4. За разлику од ДСП-а, одвојени систем грејања узима у обзир прилично импресивну листу параметара који утичу на пренос, потрошњу енергије и губитак топлоте. Услови температуре околине, потребан температурни опсег у просторијама, површина и запремина просторије, број прозора и врата, намена просторија и др.

Дакле, хидраулички прорачун система грејања (ХРСО) је условни скуп израчунатих карактеристика система грејања, који пружа свеобухватне информације о таквим параметрима као што су пречник цеви, број радијатора и вентили.

Овај тип радијатора инсталиран је у већини панелних кућа на пост-совјетском простору. Уштеда на материјалима и недостатак дизајнерских идеја су очигледни

ГРСО вам омогућава да правилно изаберете водену прстенасту пумпу (бојлер за грејање) за транспорт топле воде до завршних елемената система грејања (радијаторе) и, као крајњи резултат, имате најуравнотеженији систем, што директно утиче на финансијска улагања у грејање куће. .

Друга врста радијатора за грејање за ДСП. Ово је свестранији производ који може имати било који број ребара. На овај начин можете повећати или смањити површину размене топлоте

Редослед корака прорачуна

Говорећи о прорачуну система грејања, напомињемо да је овај поступак најконтроверзнији и најважнији у погледу дизајна.

Пре него што извршите прорачун, потребно је да извршите прелиминарну анализу будућег система, на пример:

• успоставити топлотну равнотежу у свим и посебно у свакој просторији стана;
• одобри термостате, вентиле и регулаторе притиска;
• изаберите радијаторе, површине за размену топлоте, панели за пренос топлоте;
• одредити области система са максималним и минималним протоком расхладне течности.

Поред тога, потребно је одредити општу шему за транспорт расхладне течности: пуни и мали круг, једноцевни систем или двоцевни главни.

Као резултат хидрауличког прорачуна добијамо неколико важних карактеристика хидрауличког система, које дају одговоре на следећа питања:

• каква би требало да буде снага извора грејања;
• колики је проток и брзина расхладне течности;
• који је потребан пречник главног топловода;
• колики су могући губици топлоте и маса самог расхладног средства.

Други важан аспект хидрауличког прорачуна је поступак балансирања (повезивања) свих делова (грана) система у екстремним термичким условима помоћу контролних уређаја.

Постоји неколико главних типова производа за грејање: мулти-секција од ливеног гвожђа и алуминијума, челична плоча, биметални радијатори и ковектори. Али најчешћи су алуминијумски радијатори са више делова

Пројектна зона магистрале цевовода је део са константним пречником самог магистрала, као и сталним протоком топле воде, који је одређен формулом за топлотни биланс просторија. Попис пројектних зона почиње од пумпе или извора топлоте.

Пример почетних услова

За конкретније објашњење свих детаља хидрауличког прорачуна, узмимо конкретан пример обичног животног простора. Поседујемо класичан 2-собан стан у панелној кући укупне површине 65,54 м2.²који обухвата две собе, кухињу, одвојени тоалет и купатило, дупли ходник, два балкона.

Након пуштања у рад добили смо следећу информацију у вези спремности стана.Описани стан обухвата зидове од монолитних армирано бетонских конструкција третираних китом и прајмером, профилне прозоре са двокоморним стаклом, пресована унутрашња врата, керамичке плочице на поду купатила.

Типична панелна кућа од 9 спратова са четири улаза. На сваком спрату се налазе по 3 стана: један двособан и два трособна. Стан се налази на петом спрату

Поред тога, представљено кућиште је већ опремљено бакарним ожичењем, раздјелницима и засебном плочом, плинским штедњаком, кадом, умиваоником, тоалетом, гријаном држачем за пешкире и умиваоником.

И што је најважније, дневне собе, купатило и кухиња већ имају алуминијумске радијаторе за грејање. Остаје отворено питање у вези са цевима и котлом.

Како се прикупљају подаци

Хидраулички прорачун система се углавном заснива на прорачунима који се односе на прорачун грејања на основу површине просторије.

Због тога је неопходно имати следеће информације:

• површина сваке појединачне собе;
• димензије конектора за прозоре и врата (унутрашња врата практично немају утицаја на губитак топлоте);
• климатски услови, карактеристике региона.

Наставићемо од следећих података. Површина заједничке просторије - 18,83 м², спаваћа соба - 14,86 м², кухиња - 10,46 м², балкон - 7,83 м² (збир), коридор - 9,72 м² (износ), купатило - 3,60 м², тоалет - 1,5 м². Улазна врата - 2,20 м², излог заједничке просторије - 8,1 м², прозор спаваће собе - 1,96 м², кухињски прозор - 1,96 м².

Висина зидова стана је 2 метра 70 цм.Спољни зидови су од бетона класе Б7 плус унутрашњи малтер дебљине 300 мм. Унутрашњи зидови и преграде - носиви 120 мм, обични - 80 мм. Под и, сходно томе, плафон су израђени од бетонских подних плоча класе Б15, дебљине 200 мм.

Распоред овог стана пружа могућност стварања једне грејне гране која пролази кроз кухињу, спаваћу собу и дневни боравак, чиме ће се обезбедити просечна температура од 20-22⁰Ц у просторијама (+)

Шта је са животном средином? Стан се налази у кући која се налази у средини микроокруг малог града. Град се налази у одређеној низији, надморска висина је 130-150 м. Клима је умерено континентална са хладним зимама и прилично топлим летима.

Просечна годишња температура је +7,6°Ц. Просечна температура у јануару је -6,6°Ц, у јулу +18,7°Ц. Ветар - 3,5 м/с, просечна влажност ваздуха - 74%, падавине 569 мм.

Анализирајући климатске услове региона, треба напоменути да имамо посла са широким распоном температура, што заузврат утиче на посебан захтев за подешавање система грејања стана.

Снага генератора топлоте

Једна од главних компоненти система грејања је котао: електрични, гасни, комбиновани - у овој фази није важно. Зато што нам је важна његова главна карактеристика - снага, односно количина енергије по јединици времена која ће се потрошити на грејање.

Снага самог бојлера одређена је формулом испод:

Вбоилер = (Сроом*Всхаре) / 10,

Где:

• Место - збир површина свих просторија које захтевају грејање;
• Вдел — специфична снага узимајући у обзир климатске услове локације (зато је било неопходно познавати климу региона).

Типично, за различите климатске зоне имамо следеће податке:

• северни региони — 1,5 — 2 кВ/м²;
• централна зона — 1 — 1,5 кВ/м²;
• јужним регионима — 0,6 — 1 кВ/м².

Ове бројке су прилично произвољне, али ипак дају јасан бројчан одговор у вези са утицајем околине на систем грејања станова.

Ова карта приказује климатске зоне са различитим температурним режимима. Локација кућишта у односу на зону одређује колико енергије треба потрошити на загревање квадратног метра кват енергије (+)

Количина површине стана коју је потребно загрејати једнака је укупној површини стана и једнака је, односно 65,54-1,80-6,03 = 57,71 м2 (минус балкон). Специфична снага котла за централни регион са хладним зимама је 1,4 кВ/м2. Дакле, у нашем примеру, израчуната снага котла за грејање је еквивалентна 8,08 кВ.

Динамички параметри расхладне течности

Прелазимо на следећу фазу прорачуна - анализу потрошње расхладне течности. У већини случајева, систем грејања стана се разликује од других система - то је због броја грејних панела и дужине цевовода. Притисак се користи као додатна "покретачка сила" за вертикално струјање кроз систем.

У приватним једноспратним и вишеспратницама, старим панелним стамбеним зградама, користе се системи грејања под високим притиском, који омогућавају транспорт материје која ослобађа топлоту до свих делова разгранатог, вишепрстенастог система грејања и подизање воде до целом висином (до 14. спрата) објекта.

Напротив, обичан 2- или 3-собни стан са аутономним грејањем нема толику разноликост прстенова и грана система, укључује не више од три круга.

То значи да се расхладна течност транспортује природним процесом протока воде. Али такође можете користити циркулационе пумпе, грејање је обезбеђено на гас/електрични котао.

Препоручујемо употребу циркулационе пумпе за грејање просторија веће од 100 м². Пумпа се може инсталирати пре или после котла, али обично се уграђује на „повратној“ страни - нижа температура флуида, мање прозрачности, дужи век пумпе

Специјалисти у области пројектовања и уградње система грејања дефинишу два главна приступа у погледу израчунавања запремине расхладне течности:

1. Према стварном капацитету система. Без изузетка, сумирају се све запремине шупљина у које ће тећи ток топле воде: збир појединачних делова цеви, секција радијатора итд. Али ово је прилично радно интензивна опција.
2. Према снази котла. Овде се мишљења стручњака увелико разликују, једни кажу 10, други 15 литара по јединици снаге котла.

Са прагматичне тачке гледишта, морате узети у обзир чињеницу да вероватно систем грејања неће само снабдевати топлом водом за просторију, већ и загревати воду за каду/туш, умиваоник, лавабо и сушилицу, а можда и за хидромасажа или ђакузи. Ова опција је једноставнија.

Стога, у овом случају препоручујемо постављање 13,5 литара по јединици снаге. Множењем овог броја са снагом котла (8,08 кВ) добијамо процењену запремину водене масе - 109,08 литара.

Израчуната брзина расхладне течности у систему је управо параметар који вам омогућава да изаберете одређени пречник цеви за систем грејања.

Израчунава се помоћу следеће формуле:

В = (0,86*В*к)/т-то,

Где:

• В — снага котла;
• т — температура доведене воде;
• до — температура воде у повратном кругу;
• к — ефикасност котла (0,95 за гасни котао).

Замењујући израчунате податке у формулу, имамо: (0,86 * 8080 * 0,95) / 80-60 = 6601,36 / 20 = 330 кг / х.Тако се за сат времена кроз систем креће 330 литара расхладне течности (воде), а капацитет система је око 110 литара.

Одређивање пречника цеви

Да би се коначно одредио пречник и дебљина цеви за грејање, остаје да се разговара о питању губитка топлоте.

Максимална количина топлоте напушта просторију кроз зидове - до 40%, кроз прозоре - 15%, под - 10%, све остало кроз плафон/кров. Стан карактеришу губици углавном кроз прозоре и балконске модуле

Постоји неколико врста губитка топлоте у загрејаним просторијама:

1. Губитак притиска протока цеви. Овај параметар је директно пропорционалан производу специфичног губитка трења унутар цеви (обезбеђен од стране произвођача) и укупне дужине цеви. Али с обзиром на тренутни задатак, такви губици се могу занемарити.
2. Губитак притиска на локалним отпорима цеви — трошкови топлоте на арматурама и унутрашњој опреми. Али с обзиром на услове проблема, мали број кривина и број радијатора, такви губици се могу занемарити.
3. Губитак топлоте на основу локације стана. Постоји још једна врста топлотних трошкова, али је више повезана са локацијом просторије у односу на остатак зграде. За обичан стан, који се налази у средини куће и граничи са другим становима лево/десно/горе/доле, губици топлоте кроз бочне зидове, плафон и под су скоро једнаки „0“.

Можете узети у обзир само губитке кроз предњи део стана - балкон и централни прозор заједничке собе. Али овај проблем се може решити додавањем 2-3 секције сваком од радијатора.

Пречник цеви се бира према брзини протока расхладне течности и брзини његове циркулације у грејној цеви

Анализирајући горе наведене информације, вреди напоменути да је за израчунату брзину топле воде у систему грејања познато да је табела брзине кретања честица воде у односу на зид цеви у хоризонталном положају 0,3-0,7 м/с.

Да бисмо помогли мајстору, представљамо такозвану контролну листу за извођење прорачуна за типичан хидраулички прорачун система грејања:

• прикупљање података и прорачун снаге котла;
• запремина и брзина расхладне течности;
• губитак топлоте и пречник цеви.

Понекад, приликом прорачуна, можете добити пречник цеви довољно велики да покрије израчунату запремину расхладне течности. Овај проблем се може решити повећањем запремине котла или додавањем додатног експанзионог резервоара.

На нашој веб страници налази се блок чланака посвећених прорачуну система грејања, препоручујемо да прочитате:

1. Топлотни прорачун система грејања: како правилно израчунати оптерећење система
2. Прорачун загревања воде: формуле, правила, примери имплементације
3. Термотехнички прорачун зграде: специфичности и формуле за извођење прорачуна + практични примери

Закључци и користан видео на тему

Карактеристике, предности и недостаци система природне и присилне циркулације расхладне течности за системе грејања:

Сумирајући хидрауличне прорачуне, резултат су биле специфичне физичке карактеристике будућег система грејања.

Наравно, ово је поједностављена шема прорачуна која даје приближне податке о хидрауличким прорачунима за систем грејања типичног двособног стана.

Да ли покушавате сами да извршите хидраулички прорачун вашег система грејања? Или се можда не слажете са представљеним материјалом? Чекамо ваше коментаре и питања - блок за повратне информације се налази испод.