Calculeu primer i després recolliu. Càlcul hidràulic del sistema de calefacció.

Què més es té en compte a l'hora de calcular el gasoducte

Com a resultat de la fricció contra les parets, la velocitat del gas sobre la secció de la canonada difereix; és més ràpida al centre. No obstant això, l'indicador mitjà s'utilitza per als càlculs: una velocitat condicional.

Hi ha dos tipus de moviment a través de les canonades: laminar (raig, típic de canonades amb un diàmetre reduït) i turbulent (té un caràcter desordenat del moviment amb formació involuntària de vòrtexs en qualsevol lloc d’una canonada ampla).

Càlcul del diàmetre de la canonada principal de subministrament de gas

El gas no es mou només a causa de la pressió externa que s’hi exerceix. Les seves capes exerceixen pressió entre elles. Per tant, també es té en compte el factor hidrostàtic del cap.

Els materials de les canonades també afecten la velocitat de desplaçament. Així doncs, en les canonades d’acer durant el funcionament, la rugositat de les parets interiors augmenta i els eixos es redueixen a causa del creixement excessiu. Els tubs de polietilè, en canvi, augmenten el diàmetre interior amb un gruix de paret decreixent. Tot això es té en compte a la pressió del disseny.

Característiques del sistema de calefacció domèstica de dues canonades: càlcul, diagrames i instal·lació

Fins i tot malgrat el procés d’instal·lació relativament senzill i la longitud relativament petita de la canonada en el cas dels sistemes de calefacció d’una canonada, al mercat d’equips especialitzats, els sistemes de calefacció de dues canonades continuen en les primeres posicions.

Tot i que és breu, però és una llista molt convincent i informativa dels avantatges i beneficis d’un sistema de calefacció de dues canonades, justifica la compra i l’ús posterior de circuits amb una línia directa i de retorn.

Per tant, molts consumidors ho prefereixen a altres varietats, fent els ulls grossos al fet que la instal·lació del sistema no és tan fàcil.

Per què necessiteu un diagrama axonomètric?

Un diagrama axonomètric és un dibuix tridimensional d’un sistema de calefacció. Simplement no és realista fer un càlcul hidràulic de la calefacció sense ella. El dibuix indica:

• canonades;
• llocs per reduir el diàmetre de les canonades;
• col·locació d’intercanviadors de calor i altres equips;
• llocs d'instal·lació d'accessoris de canonades;
• volum de la bateria.

El penofol s'utilitza sovint per a l'aïllament. Les seves característiques tècniques permeten utilitzar-lo fins i tot a altes temperatures, per exemple, en una sala de vapor.

En aquest article vam escriure sobre com aïllar adequadament el sostre del garatge.

La seva potència tèrmica depèn de la mida de les bateries, que haurien de ser suficients per escalfar cada habitació. Per triar radiadors, heu de conèixer la pèrdua de calor. Com més grans siguin, més necessaris són els intercanviadors de calor. L’axonometria es realitza respecte a l’escala.

Com treballar a EXCEL

L’ús de taules Excel és molt convenient, ja que els resultats dels càlculs hidràulics sempre es redueixen a forma tabular. N’hi ha prou amb definir la seqüència d’accions i preparar fórmules exactes.

Entrada de dades inicials

Es selecciona una cel·la i s’introdueix un valor. Simplement es té en compte tota la resta d’informació.

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

Per a canonades amb diferències d’altura d’entrada i sortida, s’afegeix una pressió estàtica als resultats: 1 kg / cm2 per 10 m.

Presentació de resultats

L’esquema de colors de l’autor té una càrrega funcional:

• Les cel·les de color turquesa clar contenen dades en brut; podeu canviar-les.
• Cèl·lules verdes pàl·lides: constants que s’han d’introduir o dades poc susceptibles de canvis.
• Cèl·lules grogues: càlculs preliminars auxiliars.
• Cèl·lules de color groc clar: resultats del càlcul.
• Tipus de lletra: blau - dades inicials;
• negre: resultats intermedis / no principals;
• vermell: els resultats principals i finals del càlcul hidràulic.

Resultats a la taula Excel

Exemple d’Alexander Vorobyov

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

• longitud de canonada 100 metres;
• ø108 mm;
• gruix de la paret de 4 mm.

Taula de resultats del càlcul de resistències locals

En complicar els càlculs pas a pas a Excel, millor domineu la teoria i estalvieu parcialment en treballs de disseny. Gràcies a un enfocament competent, el vostre sistema de calefacció serà òptim en termes de costos i transferència de calor.

Nomogrames per al càlcul de canonades hidràuliques

Per comprovar la pèrdua de pressió en una àrea determinada, les lectures del manòmetre es comparen amb les dades tabulars o es guien per la dependència funcional del cabal del fluid dels canvis de voltatge (a un diàmetre constant).

Per exemple, s’utilitza una branca amb radiadors de 10 kW. El consum de líquid es calcula per a la transferència d’energia tèrmica al nivell de 10 kW. Un tall de la primera bateria de la branca es va prendre com a secció calculada. El seu diàmetre és constant. El segon tram es troba entre la 1a i la 2a bateria. A la segona secció, el consum d’energia consumida és de 9 kW amb una possible reducció.

El càlcul de la resistència hidràulica es realitza abans de les canonades de retorn i subministrament, cosa que es facilita amb la fórmula:

G uch = (3,6 * Q uch) / (c * (t r-t o)),

on Q uch és el nivell de càrrega de calor del lloc, (W). La càrrega tèrmica per a 1 secció és de 10 kW;

с - (indicador de la capacitat calorífica específica del líquid) constant igual a 4,2 kJ (kg * ° С);

t r és el règim de temperatura del refrigerant calent;

t o - règim de temperatura del portador de calor fred.

Hidrocalculacions de sistemes gravitatoris d’escalfament: la velocitat de transport del refrigerant

La velocitat mínima del refrigerant és de 0,2-0,26 m / s. Amb una disminució del paràmetre, es poden alliberar masses d’aire en excés del líquid, cosa que provoca la formació de panys d’aire. Aquest és el motiu del rebuig total o parcial del sistema de calefacció. El llindar superior de la velocitat del refrigerant és de 0,6-1,5 m / s. L’incompliment de la velocitat fins als paràmetres especificats pot generar soroll hidràulic. A la pràctica, la velocitat òptima oscil·la entre 0,4 i 0,7 m / s.

Per a càlculs més precisos, s’utilitzen els paràmetres dels materials per a la fabricació de canonades, per exemple, per a canonades d’acer, la velocitat del fluid varia entre 0,26-0,5 m / s. Quan s’utilitzen productes de polímer o coure, es permet un augment de la velocitat fins a 0,26-0,7 m / s.

Càlcul de la resistència dels sistemes de gravetat per escalfament: pèrdua de pressió

La suma de totes les pèrdues per fregament hidràulic i resistència local es determina en Pa:

Ruch = R * l + ((p * v2) / 2) * E3,

• on v és la velocitat del material transportat, m / s;
• p és la densitat del líquid, kg / m³;
• R és la pèrdua de pressió, Pa / m;
• l és la longitud utilitzada per al càlcul de canonades, m;
• E3 és la suma de tots els coeficients de resistència locals a la secció equipada de les vàlvules d’aturada.

El nivell general de resistència hidràulica ve determinat per la suma de les resistències de les seccions calculades.

Hidrocalculació de sistemes de calefacció gravitacional de dues canonades: selecció de la branca principal

Si el sistema hidràulic es caracteritza pel transport associat del refrigerant, per als sistemes de dues canonades, hauríeu de seleccionar l'anell del pujador màxim carregat a través dels dispositius de calefacció situats a sota. Per als sistemes caracteritzats per un moviment sense sortida del refrigerant, cal seleccionar l'anell del dispositiu de calefacció inferior per al més carregat dels elevadors més distants. Per a les estructures de calefacció horitzontals, els anells es seleccionen a través de les branques més carregades relacionades amb els pisos inferiors.

Calefacció amb dues línies

Una característica distintiva de l’estructura de la construcció d’un sistema de calefacció de dues canonades consisteix en dues branques de canonades.

El primer condueix i dirigeix ​​l’aigua escalfada a la caldera a través de tots els dispositius i dispositius necessaris.

L’altre recull i elimina l’aigua ja refredada durant el funcionament i l’envia al generador de calor.

En el disseny d’un sistema de canonada simple, l’aigua, a diferència d’un sistema de dues canonades, on es fa passar per totes les canonades de dispositius de calefacció amb el mateix indicador de temperatura, pateix una pèrdua important de característiques necessàries per a un procés de calefacció estable a l’aproximació fins a la part de tancament de la canonada.

La longitud de les canonades i els costos directament relacionats amb ella augmenten doblement a l’hora de triar un sistema de calefacció de dues canonades, però es tracta d’un matís relativament insignificant en el context d’avantatges evidents.

En primer lloc, per a la creació i instal·lació d’una construcció de dues canonades d’un sistema de calefacció, no es requereixen en absolut canonades amb un gran diàmetre i, per tant, no es crearà aquest o aquell obstacle, com en el cas de un circuit d’una sola canonada.

Tots els elements de fixació, vàlvules i altres detalls estructurals necessaris també tenen una mida molt menor, de manera que la diferència de cost serà molt imperceptible.

Un dels principals avantatges d’aquest sistema és que es pot muntar a prop de cadascuna de les bateries del termòstat i reduirà significativament els costos i augmentarà la facilitat d’ús.

A més, les fines ramificacions de les línies de subministrament i retorn tampoc no interfereixen en absolut amb la integritat de l’interior de l’habitatge; a més, simplement es poden amagar darrere del revestiment o a la mateixa paret.

Després de desmuntar tots els avantatges i matisos d’ambdós sistemes de calefacció a les prestatgeries, els propietaris, per regla general, encara prefereixen triar un sistema de dues canonades. Tot i això, cal escollir una de les diverses opcions per a aquests sistemes, que, en opinió dels propis propietaris, seran els més funcionals i racionals d’utilitzar.

Com a la pràctica, es té en compte la resistència hidràulica del sistema de calefacció.

Sovint, els enginyers han de calcular els sistemes de calefacció per a grans instal·lacions. Tenen un gran nombre de dispositius de calefacció i molts centenars de metres de canonades, però encara cal comptar. De fet, sense GH, no serà possible triar la bomba de circulació adequada. A més, el GR us permet determinar si tot això funcionarà fins i tot abans de la instal·lació.

Per simplificar la vida, els dissenyadors han desenvolupat diversos mètodes numèrics i de programari per determinar la resistència hidràulica. Comencem de manual a automàtic.

Fórmules aproximades per calcular la resistència hidràulica.

La següent fórmula aproximada s’utilitza per determinar les pèrdues de fricció específiques a la canonada:

R = 5104 v1.9 / d1.32 Pa / m;

Aquí es manté una dependència gairebé quadràtica de la velocitat del moviment del fluid a la canonada. Aquesta fórmula és vàlida per a velocitats de 0,1 a 1,25 m / s.

Si coneixeu el cabal del refrigerant, hi ha una fórmula aproximada per determinar el diàmetre interior de les canonades:

d = 0,75√G mm;

Un cop rebut el resultat, heu d’utilitzar la taula següent per obtenir el diàmetre nominal:

El més laboriós serà el càlcul de resistències locals en accessoris, vàlvules i dispositius de calefacció. Abans he esmentat els coeficients de resistència local ξ, la seva elecció es fa d'acord amb les taules de referència. Si tot està clar amb les vàlvules de cantonada i aturada, l’elecció del KMS per als tees es converteix en tota una aventura. Per deixar clar de què parlo, vegem la següent imatge:

La imatge mostra que tenim fins a 4 tipus de tees, cadascun dels quals tindrà el seu propi CCM de resistència local. La dificultat aquí consistirà en l'elecció correcta de la direcció del flux del refrigerant. Per a aquells que realment ho necessitin, donaré aquí una taula amb fórmules del llibre de O.D. Samarina "Càlculs hidràulics de sistemes d'enginyeria":

Aquestes fórmules es poden transferir a MathCAD o a qualsevol altre programa i calcular el CMC amb un error de fins al 10%. Les fórmules són aplicables per a velocitats de flux de refrigerant de 0,1 a 1,25 m / s i per a canonades amb un diàmetre nominal de fins a 50 mm. Aquestes fórmules són molt adequades per escalfar cases rurals i cases particulars. Vegem ara algunes solucions de programari.

Programes per al càlcul de la resistència hidràulica en sistemes de calefacció.

Ara a Internet podeu trobar molts programes diferents per calcular la calefacció, de pagament i gratuïtament. És evident que els programes de pagament tenen una funcionalitat més potent que els gratuïts i us permeten resoldre un ampli ventall de tasques. És lògic adquirir aquests programes per a enginyers de disseny professionals. Per al profà que vulgui calcular de forma independent el sistema de calefacció de casa seva, els programes gratuïts seran suficients. A continuació es mostra una llista dels productes de programari més habituals:

• Valtec.PRG és un programa gratuït per calcular el subministrament d’aigua i calefacció. Hi ha possibilitats per calcular terres càlids i fins i tot parets càlides
• HERZ és tota una família de programes. Es poden utilitzar per calcular sistemes de calefacció tant de canonada única com de dos canals. El programa té una presentació gràfica convenient i la possibilitat de dividir-se en plànols de planta. Hi ha la possibilitat de calcular les pèrdues de calor
• Stream és un desenvolupament domèstic, que és un sistema CAD integrat que pot dissenyar xarxes d'enginyeria de qualsevol complexitat. A diferència dels anteriors, Stream és un programa de pagament. Per tant, és poc probable que un home comú al carrer l’utilitzi. Està pensat per a professionals.

Hi ha diverses altres solucions. Principalment de fabricants de canonades i accessoris. Els fabricants perfeccionen els programes de càlcul dels seus materials i, en certa mesura, els obliguen a comprar els seus materials. Aquesta és una estratègia de màrqueting i no hi ha res de dolent.

Classificació dels gasoductes

Els gasoductes moderns són tot un sistema de complexos d’estructures dissenyats per transportar combustible combustible des dels llocs de producció fins als consumidors. Per tant, segons el seu propòsit previst, són:

• Tronc: per al transport a llargues distàncies des de llocs miners fins a destinacions.
• Local: per recollir, distribuir i subministrar gas als objectes dels assentaments i empreses.

S'estan construint estacions de compressors al llarg de les rutes principals, que són necessàries per mantenir la pressió de treball a les canonades i subministrar gas als punts designats als consumidors en els volums requerits, calculats amb antelació. En elles, el gas es purifica, s’asseca, es comprimeix i es refreda i, després, es torna al gasoducte sota una certa pressió necessària per a una secció determinada de pas de combustible.

Els gasoductes locals ubicats als assentaments es classifiquen:

• Per tipus de gas: es pot transportar hidrocarbur liquat natural, barrejat, etc.
• Per pressió: en diferents parts del gas hi ha una pressió baixa, mitjana i alta.
• Per ubicació: exterior (carrer) i interior, a terra i subterrani.

Càlcul hidràulic d’un sistema de calefacció de 2 canonades

• Càlcul hidràulic del sistema de calefacció, tenint en compte les canonades
• Un exemple de càlcul hidràulic per a un sistema de calefacció gravitacional de dues canonades

Per què necessiteu un càlcul hidràulic d'un sistema de calefacció de dues canonades? Cada edifici és individual. En aquest sentit, l'escalfament amb la determinació de la quantitat de calor serà individual. Això es pot fer mitjançant càlcul hidràulic, mentre que el programa i la taula de càlcul poden facilitar la tasca.

El càlcul del sistema de calefacció d’una casa s’inicia amb l’elecció del combustible, tenint en compte les necessitats i característiques de la infraestructura de la zona on es troba la casa.

L’objectiu del càlcul hidràulic, el programa i la taula del qual es troba a la xarxa, és el següent:

• determinar el nombre de dispositius de calefacció necessaris;
• càlcul del diàmetre i del nombre de canonades;
• determinació de la possible pèrdua de calefacció.

Tots els càlculs s’han de fer segons l’esquema de calefacció amb tots els elements que s’inclouen al sistema. Cal compilar prèviament un diagrama i una taula similars. Per realitzar un càlcul hidràulic, necessitareu un programa, una taula axonomètrica i fórmules.

Sistema de calefacció de dos canals d’una casa particular amb cablejat inferior.

Es pren un anell més carregat de la canonada com a objecte de disseny, després del qual es determina la secció transversal requerida de la canonada, les possibles pèrdues de pressió de tot el circuit de calefacció i la superfície òptima dels radiadors.

Si es fa aquest càlcul, per al qual s’utilitza la taula i el programa, es pot crear una imatge clara amb la distribució de totes les resistències existents al circuit de calefacció i també permet obtenir paràmetres precisos del règim de temperatura, consum d’aigua. a cada part de la calefacció.

Com a resultat, el càlcul hidràulic hauria de construir el pla de calefacció més òptim per a la vostra llar. No confieu únicament en la vostra intuïció. La taula i el programa de càlcul simplificaran el procés.

Articles que necessiteu:

Què és el càlcul hidràulic i per què es necessita?

El càlcul hidràulic (en endavant, GR) és un algorisme matemàtic, com a resultat del qual obtenim el diàmetre de canonada requerit en aquest sistema (és a dir, el diàmetre interior). A més, quedarà clar quina bomba de circulació hem d’utilitzar: es determina el cabal i el cabal de la bomba. Tot plegat farà que el sistema de calefacció sigui òptim econòmicament. Es fa sobre la base de les lleis de la hidràulica, una secció especial de física dedicada al moviment i l’equilibri en els fluids.

Equacions bàsiques per al càlcul hidràulic d'un gasoducte

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

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

• ∆Р - kgm2, pèrdua de cap per fregament;
• ω - m / seg, velocitat del combustible;
• D - m, diàmetre de la canonada;
• L - m, longitud de la canonada;
• μ - kg seg / m2, viscositat del fluid.

En el moviment turbulent, és impossible aplicar càlculs matemàtics precisos a causa de la naturalesa caòtica del moviment. Per tant, s’utilitzen coeficients determinats experimentalment.

Calculat per la fórmula:

Р1 - Р2 = (λ * ω2 * L * ρ) / 2g * D (21), on:

• Р1 и Р2 - pressió a l'inici i al final de la canonada, kg / m2;
• λ - coeficient de resistència sense dimensions;
• ω - m / seg, velocitat mitjana del gas sobre la secció de la canonada;
• ρ - kg / m3, densitat de combustible;
• D - m, diàmetre de la canonada;
• g - m / seg2, acceleració de la gravetat.

Vídeo: Conceptes bàsics del càlcul hidràulic dels gasoductes

Selecció de preguntes

• Mikhail, Lipetsk: quines fulles per tallar metall utilitzar?
• Ivan, Moscou - Quin és el GOST de la xapa d'acer laminada?
• Maxim, Tver: Quins bastidors per emmagatzemar metall laminat són millors?
• Vladimir, Novosibirsk: què significa el processament per ultrasons de metalls sense l'ús de substàncies abrasives?
• Valery, Moscou - Com forjar un ganivet d'un rodament amb les seves pròpies mans?
• Stanislav, Voronezh - Quins equips s’utilitzen per a la producció de conductes d’aire d’acer galvanitzat?

Equilibri hidràulic

L'equilibri de les caigudes de pressió al sistema de calefacció es realitza mitjançant vàlvules de control i tancament.

L'equilibri hidràulic del sistema es basa en:

• càrrega de disseny (cabal massiu del refrigerant);
• dades de resistència dinàmica dels fabricants de canonades;
• el nombre de resistències locals a la zona considerada;
• característiques tècniques dels accessoris.

Les característiques de configuració (caiguda de pressió, subjecció, capacitat de cabal) s’estableixen per a cada vàlvula. Segons ells, es determinen els coeficients del flux de refrigerant a cada elevador i després a cada dispositiu.

La pèrdua de pressió és directament proporcional al quadrat del cabal del refrigerant i es mesura en kg / h, on

S és el producte de la pressió específica dinàmica, expressada en Pa / (kg / h), i del coeficient reduït per a les resistències locals de la secció (ξpr).

El coeficient reduït ξпр és la suma de totes les resistències del sistema local.

Per què cal calcular el gasoducte?

Al llarg de totes les seccions del gasoducte, es realitzen càlculs per identificar llocs on és possible que apareguin possibles resistències a les canonades, canviant la taxa de subministrament de combustible.

Si tots els càlculs es fan correctament, es pot seleccionar l’equip més adequat i es pot crear un disseny econòmic i eficient de tot el disseny del sistema de gas.

Això us estalviarà indicadors innecessaris i sobrevalorats durant el funcionament i els costos de la construcció, que podrien ser durant la planificació i instal·lació del sistema sense càlcul hidràulic del gasoducte.

Hi ha una millor oportunitat per seleccionar la mida desitjada en la secció transversal i els materials de canonades per a un subministrament més eficient, ràpid i estable de combustible blau als punts previstos del sistema de gasoductes.

Es garanteix el mode de funcionament òptim de tot el gasoducte.

Els desenvolupadors reben avantatges econòmics mentre estalvien en la compra d'equips tècnics i materials de construcció.

Es fa el càlcul correcte del gasoducte, tenint en compte els nivells màxims de consum de combustible durant els períodes de consum massiu. Es tenen en compte totes les necessitats industrials, municipals i individuals de la llar.

Visió general del programa

Per comoditat dels càlculs, s’utilitzen programes de càlcul hidràulic per a aficionats i professionals.

El més popular és Excel.

Podeu utilitzar el càlcul en línia a Excel Online, CombiMix 1.0 o la calculadora de càlcul hidràulic en línia. El programa estacionari es selecciona tenint en compte els requisits del projecte.

La principal dificultat per treballar amb aquests programes és el desconeixement dels conceptes bàsics de la hidràulica. En algunes d’elles, no hi ha descodificació de fórmules, no es tenen en compte les característiques de la ramificació de canonades ni el càlcul de resistències en circuits complexos.

• HERZ C.O. 3.5 - calcula mitjançant el mètode de pèrdua de pressió lineal específica.
• DanfossCO i OvertopCO: poden comptar sistemes de circulació naturals.
• "Flow" (Potok): us permet aplicar un mètode de càlcul amb una diferència de temperatura variable (lliscant) entre els elevadors.

Cal aclarir els paràmetres per introduir dades sobre temperatura, en kelvin / centígrads.

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

El volum del dipòsit d’expansió ha de ser igual a 1/10 del volum total de líquid
Per calcular les característiques de rendiment d’un dipòsit d’expansió, que és obligatori per a qualsevol sistema de calefacció de tipus tancat, haureu de fer front al fenomen d’un augment del volum de líquid que hi ha. Aquest indicador s’avalua tenint en compte els canvis en les característiques bàsiques de rendiment, incloses les fluctuacions de la seva temperatura. En aquest cas, canvia en un rang molt ampli, des de la sala de +20 graus fins a valors operatius de 50 a 80 graus.

Podreu calcular el volum del tanc d’expansió sense problemes innecessaris si utilitzeu una estimació aproximada que s’ha demostrat a la pràctica. Es basa en l'experiència de funcionament d'equips, segons la qual el volum del tanc d'expansió és aproximadament una dècima part de la quantitat total de refrigerant que circula al sistema.

En aquest cas, es tenen en compte tots els seus elements, inclosos els radiadors de calefacció (bateries), així com la jaqueta d’aigua de la caldera.Per determinar el valor exacte de l’indicador requerit, haureu de prendre el passaport de l’equip en ús i trobar-hi els elements referents a la capacitat de les bateries i el dipòsit de treball de la caldera.

Després de determinar-los, no és difícil trobar un excés de refrigerant al sistema. Per a això, primer es calcula l'àrea de la secció transversal de les canonades de polipropilè i, a continuació, el valor resultant es multiplica per la longitud de la canonada. Després de fer el resum de totes les branques del sistema de calefacció, se'ls afegeixen els números dels radiadors i de la caldera extrets del passaport. Després es compta una desena part del total.

Càlcul dels paràmetres del refrigerant

La quantitat de refrigerant en 1 m de la canonada, en funció del diàmetre
El càlcul del refrigerant es redueix a la determinació dels indicadors següents:

• la velocitat de moviment de les masses d’aigua a través de la canonada amb els paràmetres especificats;
• la seva temperatura mitjana;
• consum de suports associat als requisits de rendiment dels equips de calefacció.

Les fórmules conegudes per calcular els paràmetres del refrigerant (tenint en compte la hidràulica) són bastant complicades i inconvenients en l’ús pràctic. Les calculadores en línia utilitzen un enfocament simplificat que us permet obtenir un resultat amb un error acceptable per a aquest mètode.

No obstant això, abans de començar la instal·lació, és important preocupar-se per comprar una bomba amb indicadors no inferiors als calculats. Només en aquest cas hi ha confiança en què es compleixen els requisits del sistema segons aquest criteri i que és capaç d'escalfar l'habitació a temperatures confortables.

Càlcul hidràulic d'una canonada composta simple

,

Els càlculs de canonades simples es redueixen a tres tasques típiques: determinar el capçal (o pressió), el cabal i el diàmetre de la canonada. A més, es considera la metodologia per resoldre aquests problemes per a una canonada senzilla de secció constant.

Problema 1

... Donades: les dimensions de la canonada i

la rugositat de les seves parets

, propietats fluides

, cabal de líquid Q.
Determineu el cap H requerit (un dels valors que formen el cap).

Decisió

... L’equació de Bernoulli es compila per al flux d’un sistema hidràulic determinat. S'han assignat seccions de control. Se selecciona el pla de referència
Z(0.0)
, s’analitzen les condicions inicials. L’equació de Bernoulli es compila tenint en compte les condicions inicials. A partir de l’equació de Bernoulli, obtenim una fórmula de disseny del tipus ٭. L'equació es resol respecte a H. Es determina el número Re de Reynolds i s'estableix el mode de moviment. Es troba el valor

en funció del mode de conducció. Es calcula H i el valor requerit.
Objectiu 2.

Donades: les dimensions de la canonada i

, la rugositat de les seves parets

, propietats fluides

, cap N. Determineu el cabal Q.
Decisió.

L’equació de Bernoulli es compila tenint en compte les recomanacions donades anteriorment. L'equació es resol respecte al valor cercat Q. La fórmula resultant conté un coeficient desconegut

depenent de Re. Localització directa

en les condicions d’aquest problema, és difícil, ja que per a una Q desconeguda, Re no es pot establir per endavant. Per tant, la solució addicional del problema es duu a terme mitjançant el mètode d’aproximacions successives.

1. aproximació: Re → ∞

, definim

2 aproximació:

, trobem
λII(ReII,Δeh)
i definir

Cerqueu l’error relatiu

... Si a

, llavors la solució finalitza (per a problemes educatius

). En cas contrari, la solució es compleix a la tercera aproximació.

Objectiu 3.

Donat: dimensions de les canonades (excepte el diàmetre d), rugositat de les seves parets

, propietats fluides

, capçal Н, cabal Q. Determineu el diàmetre de la canonada.
Decisió

... En resoldre aquest problema, apareixen dificultats amb la determinació directa del valor

, anàloga al problema del segon tipus. Per tant, és aconsellable prendre la decisió pel mètode gràfic-analític. S'especifiquen diversos diàmetres

.Per cadascú

el valor corresponent del capçal H es troba a un cabal Q determinat (el problema del primer tipus es resol n vegades). A partir dels resultats dels càlculs, es crea un gràfic

... El diàmetre requerit d es determina segons el gràfic, corresponent al valor donat de la pressió H.

Dissenys horitzontals i verticals

Aquest sistema de calefacció es divideix en esquemes horitzontals i verticals per la ubicació de la canonada que connecta tots els dispositius i dispositius en un tot.

Un circuit de calefacció vertical es diferencia dels altres en què en aquest cas tots els dispositius necessaris estan connectats a un elevador vertical.

Tot i que la seva compilació acabarà sortint una mica més cara, però el funcionament estable no es veurà obstaculitzat per l'estancament de l'aire i els embussos resultants. Aquesta solució és la més adequada per a propietaris d'apartaments en un edifici amb moltes plantes, ja que totes les plantes individuals estan connectades per separat.

Un sistema de calefacció de dues canonades amb un circuit horitzontal és perfecte per a un edifici residencial d’un pis amb una longitud relativament llarga, en el qual és més fàcil i racional connectar tots els compartiments de radiadors disponibles a una canonada horitzontal.

Els dos tipus de circuits de sistemes de calefacció tenen una excel·lent estabilitat hidràulica i de temperatura, només en la primera situació, en qualsevol cas, caldrà calibrar els elevadors situats verticalment i, en el segon, en bucles horitzontals.

Tipus de sistemes de calefacció

Aquestes tasques d’enginyeria es veuen complicades per la gran varietat de sistemes de calefacció, tant en termes d’escala com de configuració. Hi ha diversos tipus d’intercanviadors de calefacció, cadascun dels quals té les seves pròpies lleis:

1. Sistema sense sortida de dues canonades - La versió més comuna del dispositiu, molt adequada per organitzar circuits de calefacció central i individual.

Sistema de calefacció sense sortida de dues canonades

2. Sistema d'un tub o "Leningradka" Es considera la millor manera de construir complexos de calefacció civil amb una potència tèrmica de fins a 30-35 kW.

Sistema de calefacció d'un tub amb circulació forçada: 1 - caldera de calefacció; 2 - grup de seguretat; 3 - radiadors de calefacció; 4 - Grua Mayevsky; 5 - tanc d'expansió; 6 - bomba de circulació; 7 - escórrer

3. Sistema de doble canonada de tipus passant - El tipus de desacoblament dels circuits de calefacció més intensiu en material, que es distingeix per la major estabilitat de funcionament coneguda i la qualitat de distribució del refrigerant.

Sistema de calefacció associat a dues canonades (bucle Tichelman)

4. Disseny del feix en molts aspectes, és similar a una conducció de dues canonades, però al mateix temps tots els controls del sistema es porten a un punt, al conjunt del col·lector.

Circuit de calefacció per radiació: 1 - caldera; 2 - tanc d'expansió; 3 - col·lector d'alimentació; 4 - radiadors de calefacció; 5 - col·lector de retorn; 6 - bomba de circulació

Abans d’arribar a la part aplicada dels càlculs, hi ha un parell d’advertències importants per fer. En primer lloc, heu d’aprendre que la clau per a un càlcul d’alta qualitat rau en la comprensió dels principis de funcionament dels sistemes de fluids a un nivell intuïtiu. Sense això, la consideració de cada solució individual es converteix en un entrellaçament de càlculs matemàtics complexos. El segon és la impossibilitat pràctica de presentar conceptes més que bàsics en el marc d’una revisió; per obtenir explicacions més detallades, és millor fer referència a aquesta literatura sobre el càlcul dels sistemes de calefacció:

• V. Pyrkov “Regulació hidràulica dels sistemes de calefacció i refrigeració. Teoria i pràctica "2a edició, 2010
• R. Jaushovets "La hidràulica: el cor de l'escalfament de l'aigua".
• Manual hidràulic de la sala de calderes de De Dietrich.
• A. Savelyev “Calefacció a casa. Càlcul i instal·lació de sistemes ".

Determinació de pèrdues de pressió en canonades

La resistència a la pèrdua de pressió en el circuit pel qual circula el refrigerant es defineix com el seu valor total per a tots els components individuals. Aquests últims inclouen:

• pèrdua al circuit primari, denotada com ∆Plk;
• costos locals del transportador de calor (∆Plm);
• caiguda de pressió en zones especials anomenades "generadors de calor" sota la designació ∆Ptg;
• pèrdues a l'interior del sistema d'intercanvi de calor incorporat toPto.

Després de sumar aquests valors, s’obté l’indicador desitjat, que caracteritza la resistència hidràulica total del sistema ∆Pco.

A més d’aquest mètode generalitzat, hi ha altres mètodes per determinar la pèrdua de capçal en tubs de polipropilè. Un d’ells es basa en una comparació de dos indicadors lligats al principi i al final del gasoducte. En aquest cas, la pèrdua de pressió es pot calcular restant simplement els seus valors inicial i final, determinats per dos manòmetres.

Una altra opció per calcular l’indicador desitjat es basa en l’ús d’una fórmula més complexa que té en compte tots els factors que afecten les característiques del flux de calor. La proporció següent té en compte principalment la pèrdua de cap de fluid a causa de la llarga longitud de la canonada.

• h - pèrdua de cap líquid, en el cas en estudi mesurat en metres.
• λ - coeficient de resistència hidràulica (o fricció), determinat per altres mètodes de càlcul.
• L és la longitud total de la canonada servida, que es mesura en metres corrents.
• D és la mida estàndard interna de la canonada, que determina el volum del flux de refrigerant.
• V és el cabal del fluid, mesurat en unitats estàndard (metre per segon).
• El símbol g és l’acceleració deguda a la gravetat, igual a 9,81 m / s2.

Les pèrdues de pressió es produeixen a causa de la fricció del fluid contra la superfície interna de les canonades

Les pèrdues causades per un alt coeficient de fregament hidràulic són de gran interès. Depèn de la rugositat de les superfícies interiors de les canonades. Les relacions utilitzades en aquest cas només són vàlides per a espais en blanc estàndard. La fórmula final per trobar-les és la següent:

• V és la velocitat de moviment de les masses d’aigua, mesurada en metres / segon.
• D és el diàmetre interior que defineix l’espai lliure per al moviment del refrigerant.
• El coeficient del denominador indica la viscositat cinemàtica del fluid.

L'últim indicador fa referència a valors constants i es troba en taules especials, publicades en grans quantitats a Internet.

Càlcul de la hidràulica d’un sistema de calefacció d’aigua

El refrigerant circula pel sistema a pressió, que no és un valor constant. Disminueix a causa de la presència de forces de fricció de l’aigua contra les parets de la canonada, la resistència dels accessoris i accessoris de canonada. El propietari també fa la seva part ajustant la distribució de la calor a les habitacions individuals.

La pressió augmenta si augmenta la temperatura d’escalfament del refrigerant i viceversa: baixa quan disminueix.

Per evitar desequilibrar el sistema de calefacció, cal crear condicions en les quals es subministri a cada radiador tanta quantitat de refrigerant com sigui necessari per mantenir la temperatura configurada i reposar les inevitables pèrdues de calor.

L’objectiu principal del càlcul hidràulic és fer coincidir els costos estimats de la xarxa amb els costos reals o operatius.

En aquesta fase de disseny, es determinen els següents:

• diàmetre de les canonades i el seu rendiment;
• pèrdues de pressió locals en seccions individuals del sistema de calefacció;
• requisits d’equilibri hidràulic;
• pèrdua de pressió a tot el sistema (general);
• cabal òptim del refrigerant.

Per a la producció d'un càlcul hidràulic, cal fer una mica de preparació:

1. Recopileu dades de base i organitzeu-les.
2. Trieu un mètode de càlcul.

En primer lloc, el dissenyador estudia els paràmetres d’enginyeria tèrmica de la instal·lació i realitza el càlcul d’enginyeria tèrmica. Com a resultat, té informació sobre la quantitat de calor necessària per a cada habitació. Després, es seleccionen els dispositius de calefacció i la font de calor.

Representació esquemàtica d’un sistema de calefacció en una casa particular

En l'etapa de desenvolupament, es pren una decisió sobre el tipus de sistema de calefacció i se seleccionen les característiques del seu equilibri, canonades i accessoris. En finalitzar-se, s’elabora un esquema de cablejat axonomètric, es desenvolupen plans de planta que indiquen:

• potència del radiador;
• consum de refrigerant;
• col·locació d’equips de calefacció, etc.

Es marquen totes les seccions del sistema, els punts nodals, es calculen i s'aplica la longitud dels anells al dibuix.

Càlcul de la hidràulica dels conductes de calefacció

La hidràulica calculada de manera competent permet la distribució correcta del diàmetre de la canonada per tot el sistema

El càlcul hidràulic del sistema de calefacció generalment es redueix a la selecció dels diàmetres de les canonades disposats en seccions separades de la xarxa. A l’hora de dur-lo a terme, s’han de tenir en compte els següents factors:

• el valor de la pressió i les seves diferències en la canonada a una velocitat determinada de circulació del refrigerant;
• la seva despesa estimada;
• dimensions típiques dels productes de canonada utilitzats.

A l’hora de calcular el primer d’aquests paràmetres, és important tenir en compte la capacitat de l’equip de bombament. Hauria de ser suficient per superar la resistència hidràulica dels circuits de calefacció. En aquest cas, la longitud total de les canonades de polipropilè té una importància decisiva, amb un augment en el qual augmenta la resistència hidràulica total dels sistemes en el seu conjunt.

A partir dels resultats del càlcul, es determinen els indicadors que són necessaris per a la instal·lació posterior del sistema de calefacció i compleixen els requisits de les normes actuals.

En aquest cas, la longitud total de les canonades de polipropilè té una importància decisiva, amb un augment en el qual augmenta la resistència hidràulica total dels sistemes en el seu conjunt. A partir dels resultats del càlcul, es determinen els indicadors necessaris per a la instal·lació posterior del sistema de calefacció i que compleixin els requisits de les normes vigents.

Què és el càlcul hidràulic

Aquesta és la tercera etapa del procés de creació d’una xarxa de calefacció. És un sistema de càlculs que permet determinar:

Segons les dades obtingudes, es fa la selecció de bombes.

Per a habitatges de temporada, en absència d’electricitat, és adequat un sistema de calefacció amb circulació natural del refrigerant (enllaç a revisió).

Tasques complexes: minimitzar els costos:

1. capital: instal·lació de canonades de diàmetre i qualitat òptimes;
2. operatiu:
3. dependència del consum energètic de la resistència hidràulica del sistema;
4. estabilitat i fiabilitat;
5. silenci.

La substitució del mode de calefacció centralitzada per una de individualitza simplifica la metodologia de càlcul

Per al mode fora de línia, s’apliquen 4 mètodes càlcul hidràulic del sistema de calefacció:

1. pèrdues específiques (càlcul estàndard del diàmetre de la canonada);
2. per longituds reduïdes a un equivalent;
3. segons les característiques de conductivitat i resistència;
4. comparació de pressions dinàmiques.

Els dos primers mètodes s’utilitzen amb una caiguda de temperatura constant a la xarxa.

Els dos darrers ajudaran a distribuir aigua calenta sobre els anells del sistema si la diferència de temperatura a la xarxa deixa de correspondre a la diferència dels pujadors / branques.