Calculez d'abord, puis collectez. Calcul hydraulique du système de chauffage.

De quoi d'autre est pris en compte lors du calcul du gazoduc

En raison du frottement contre les parois, la vitesse du gaz sur la section du tuyau diffère - elle est plus rapide au centre. Cependant, l'indicateur moyen est utilisé pour les calculs - une vitesse conditionnelle.

Il existe deux types de mouvement à travers les tuyaux: laminaire (jet, typique pour les tuyaux de petit diamètre) et turbulent (il a une nature de mouvement désordonnée avec formation involontaire de tourbillons n'importe où dans un tuyau large).

Calcul du diamètre du gazoduc principal

Le gaz se déplace non seulement à cause de la pression externe exercée sur lui. Ses couches exercent une pression entre elles. Par conséquent, le facteur de charge hydrostatique est également pris en compte.

La vitesse de déplacement est également influencée par les matériaux des tuyaux. Ainsi, dans les tuyaux en acier pendant le fonctionnement, la rugosité des parois internes augmente et les axes se rétrécissent en raison de la prolifération. Les tuyaux en polyéthylène, par contre, augmentent de diamètre intérieur avec une épaisseur de paroi décroissante. Tout cela est pris en compte à la pression de conception.

Caractéristiques du système de chauffage domestique à deux tuyaux: calcul, schémas et installation

Même en dépit du processus d'installation relativement simple et de la longueur relativement petite du pipeline dans le cas des systèmes de chauffage monotube, sur le marché des équipements spécialisés, les systèmes de chauffage deux tuyaux restent toujours dans les premières positions.

Bien qu'une liste courte, mais très convaincante et informative des avantages et des avantages d'un système de chauffage à deux tuyaux, elle justifie l'achat et l'utilisation ultérieure de circuits avec une ligne directe et de retour.

Par conséquent, de nombreux consommateurs le préfèrent à d'autres variétés, fermant les yeux sur le fait que l'installation du système n'est pas si facile.

Pourquoi avez-vous besoin d'un diagramme axonométrique

Un diagramme axonométrique est un dessin en trois dimensions d'un système de chauffage. Il est tout simplement irréaliste de faire un calcul hydraulique du chauffage sans cela. Le dessin indique:

• tuyauterie;
• endroits pour réduire le diamètre des tuyaux;
• placement d'échangeurs de chaleur et d'autres équipements;
• lieux d'installation des raccords de canalisations;
• volume de la batterie.

Penofol est souvent utilisé pour l'isolation. Les caractéristiques techniques lui permettent d'être utilisé même à des températures élevées, par exemple dans un hammam.

Nous avons écrit sur la façon d'isoler correctement le toit du garage dans cet article.

Leur puissance thermique dépend de la taille des batteries, qui devrait être suffisante pour chauffer chaque pièce. Pour choisir les radiateurs, vous devez connaître la perte de chaleur. Plus ils sont grands, plus les échangeurs de chaleur sont nécessaires. L'axonométrie est effectuée par rapport à l'échelle.

Comment travailler dans EXCEL

L'utilisation de tableaux Excel est très pratique, car les résultats des calculs hydrauliques sont toujours réduits à la forme tabulaire. Il suffit de définir la séquence des actions et de préparer des formules exactes.

Entrée des données initiales

Une cellule est sélectionnée et une valeur est entrée. Toutes les autres informations sont simplement prises en compte.

• la valeur D15 est recalculée en litres, il est donc plus facile de percevoir le débit;
• cellule D16 - ajouter une mise en forme selon la condition: "Si v ne se situe pas dans la plage 0,25 ... 1,5 m / s, alors le fond de la cellule est rouge / la police est blanche."

Pour les canalisations avec une différence de hauteur d'entrée et de sortie, une pression statique est ajoutée aux résultats: 1 kg / cm2 par 10 m.

Présentation des résultats

La palette de couleurs de l'auteur porte une charge fonctionnelle:

• Les cellules turquoise clair contiennent des données brutes - vous pouvez les modifier.
• Cellules vert pâle - constantes à saisir ou données peu susceptibles de changer.
• Cellules jaunes - calculs préliminaires auxiliaires.
• Cellules jaune clair - résultats du calcul.
• Polices: bleu - données initiales;
• noir - résultats intermédiaires / non principaux;
• rouge - les résultats principaux et finaux du calcul hydraulique.

Résultats dans un tableau Excel

Exemple d'Alexandre Vorobyov

Un exemple de calcul hydraulique simple dans Excel pour une section horizontale d'un pipeline.

• longueur du tuyau 100 mètres;
• ø108 mm;
• épaisseur de paroi 4 mm.

Tableau des résultats du calcul de la résistance locale

En compliquant les calculs étape par étape dans Excel, vous maîtrisez mieux la théorie et économisez partiellement sur le travail de conception. Grâce à une approche compétente, votre système de chauffage deviendra optimal en termes de coûts et de transfert de chaleur.

Nomogrammes pour les calculs de tuyaux hydrauliques

Pour vérifier la perte de charge dans une zone donnée, les lectures du manomètre sont comparées aux données tabulaires, ou elles sont guidées par la dépendance fonctionnelle du débit de fluide sur les changements de tension (avec un diamètre constant).

Par exemple, une branche avec des radiateurs de 10 kW est utilisée. La consommation de fluide est calculée pour le transfert de chaleur au niveau de 10 kW. Une coupure de la première batterie de la branche a été considérée comme une section calculée. Son diamètre est constant. La deuxième section est située entre les 1ère et 2ème batteries. Dans la deuxième section, la consommation d'énergie est de 9 kW avec une réduction possible.

Le calcul de la résistance hydraulique est effectué avant les tuyaux de retour et d'alimentation, ceci est facilité par la formule:

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

où Q uch est le niveau de charge thermique du site, (W). La charge thermique pour 1 section est de 10 kW;

с - (indicateur de la capacité calorifique spécifique du liquide) constante égale à 4,2 kJ (kg * ° С);

t r est le régime de température du fluide caloporteur chaud;

t o - régime de température du caloporteur froid.

Hydrocalculations de chauffage des systèmes gravitationnels: la vitesse de transport du liquide de refroidissement

La vitesse minimale du liquide de refroidissement est de 0,2-0,26 m / s. Avec une diminution du paramètre, des masses d'air en excès peuvent être libérées du liquide, entraînant la formation de sas d'air. C'est la raison du rejet complet ou partiel du système de chauffage. Le seuil supérieur de la vitesse du liquide de refroidissement est de 0,6 à 1,5 m / s. Le fait de ne pas atteindre la vitesse aux paramètres spécifiés peut générer un bruit hydraulique. En pratique, la vitesse optimale varie de 0,4 à 0,7 m / s.

Pour des calculs plus précis, les paramètres des matériaux pour la fabrication des tuyaux sont utilisés.Par exemple, pour les tuyaux en acier, la vitesse du fluide varie dans la plage de 0,26 à 0,5 m / s. Lors de l'utilisation de produits en polymère ou en cuivre, une augmentation de la vitesse jusqu'à 0,26-0,7 m / s est autorisée.

Calcul de la résistance des systèmes de chauffage par gravité: perte de charge

La somme de toutes les pertes dues au frottement hydraulique et à la résistance locale est déterminée en Pa:

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

• où v est la vitesse du support transporté, m / s;
• p est la densité du liquide, en kg / m³;
• R est la perte de charge, Pa / m;
• l est la longueur utilisée pour le calcul des tuyaux, m;
• E3 est la somme de tous les coefficients de résistance locaux dans la section équipée des vannes d'arrêt.

Le niveau général de résistance hydraulique est déterminé par la somme des résistances des sections calculées.

Hydrocalcul des systèmes de chauffage gravitationnel à deux tubes: sélection de la branche principale

Si le système hydraulique est caractérisé par le transport associé du liquide de refroidissement, pour les systèmes à deux tuyaux, vous devez sélectionner l'anneau de la colonne montante chargée maximum à travers les dispositifs de chauffage situés en dessous. Pour les systèmes caractérisés par un mouvement sans issue du liquide de refroidissement, il est nécessaire de sélectionner la bague du dispositif de chauffage inférieur pour la plus chargée parmi les colonnes montantes les plus éloignées. Pour les structures de chauffage horizontales, les anneaux sont sélectionnés à travers les branches les plus chargées liées aux étages inférieurs.

Chauffage avec deux lignes

Une caractéristique distinctive de la structure de la construction d'un système de chauffage à deux tuyaux consiste en deux branches de tuyaux.

Le premier conduit et dirige l'eau chauffée dans la chaudière à travers tous les appareils et appareils nécessaires.

L'autre recueille et évacue l'eau déjà refroidie pendant le fonctionnement et l'envoie au générateur de chaleur.

Dans une conception de système à un seul tuyau, l'eau, contrairement à un système à deux tuyaux, où elle passe à travers tous les tuyaux des appareils de chauffage avec le même indicateur de température, subit une perte significative des caractéristiques nécessaires à un processus de chauffage stable à l'approche à la partie de fermeture du pipeline.

La longueur des tuyaux et les coûts qui y sont directement liés augmentent doublement lors du choix d'un système de chauffage à deux tuyaux, mais c'est une nuance relativement insignifiante dans le contexte d'avantages évidents.

Premièrement, pour la création et l'installation d'une construction à deux tuyaux d'un système de chauffage, des tuyaux de grand diamètre ne sont pas du tout nécessaires et, par conséquent, tel ou tel obstacle ne sera pas créé sur le chemin, comme dans le cas de un circuit monotube.

Toutes les fixations, vannes et autres détails structurels nécessaires sont également beaucoup plus petits, de sorte que la différence de coût sera très imperceptible.

L'un des principaux avantages d'un tel système est qu'il peut être monté à proximité de chacune des batteries du thermostat et réduira considérablement les coûts et augmentera la facilité d'utilisation.

De plus, les minces ramifications des conduites d'alimentation et de retour n'interfèrent pas du tout avec l'intégrité de l'intérieur du logement; de plus, elles peuvent simplement être cachées derrière le bardage ou dans le mur lui-même.

Après avoir démonté tous les avantages et les nuances des deux systèmes de chauffage sur les étagères, les propriétaires, en règle générale, préfèrent toujours choisir un système à deux tuyaux. Cependant, il est nécessaire de choisir l'une des nombreuses options pour de tels systèmes, qui, de l'avis des propriétaires eux-mêmes, seront les plus fonctionnelles et les plus rationnelles à utiliser.

Comme dans la pratique, la résistance hydraulique du système de chauffage est prise en compte.

Les ingénieurs doivent souvent calculer les systèmes de chauffage pour les grandes installations. Ils ont un grand nombre d'appareils de chauffage et plusieurs centaines de mètres de tuyaux, mais il faut quand même compter. En effet, sans GH, il ne sera pas possible de choisir la bonne pompe de circulation. De plus, le GR vous permet de déterminer si tout cela fonctionnera avant même l'installation.

Pour simplifier la vie, les concepteurs ont développé diverses méthodes numériques et logicielles pour déterminer la résistance hydraulique. Commençons du manuel à l'automatique.

Formules approximatives pour le calcul de la résistance hydraulique.

La formule approximative suivante est utilisée pour déterminer les pertes par frottement spécifiques dans la canalisation:

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

Ici, il reste une dépendance presque quadratique de la vitesse de déplacement du fluide dans le pipeline. Cette formule est valable pour des vitesses de 0,1 à 1,25 m / s.

Si vous connaissez le débit du liquide de refroidissement, il existe une formule approximative pour déterminer le diamètre intérieur des tuyaux:

d = 0,75 √G mm;

Après avoir reçu le résultat, vous devez utiliser le tableau suivant pour obtenir le diamètre nominal:

Le plus laborieux sera le calcul des résistances locales dans les raccords, les vannes et les appareils de chauffage. Plus tôt j'ai évoqué les coefficients de résistance locale ξ, leur choix se fait en fonction des tableaux de référence. Si tout est clair avec les virages et les vannes d'arrêt, alors le choix du KMS pour les tees se transforme en toute une aventure. Pour clarifier de quoi je parle, regardons l'image suivante:

L'image montre que nous avons jusqu'à 4 types de tees, dont chacun aura son propre CCM de résistance locale. La difficulté réside ici dans le choix correct de la direction du flux de liquide de refroidissement. Pour ceux qui en ont vraiment besoin, je donnerai ici un tableau avec les formules du livre de O.D. Samarina "Calculs hydrauliques des systèmes d'ingénierie":

Ces formules peuvent être transférées vers MathCAD ou tout autre programme et calculer la CMC avec une erreur pouvant atteindre 10%. Les formules sont applicables pour des vitesses d'écoulement du liquide de refroidissement de 0,1 à 1,25 m / s et pour des tuyaux d'un diamètre nominal allant jusqu'à 50 mm. De telles formules conviennent tout à fait au chauffage des chalets et des maisons privées. Regardons maintenant quelques solutions logicielles.

Programmes de calcul de la résistance hydraulique des systèmes de chauffage.

Maintenant, sur Internet, vous pouvez trouver de nombreux programmes différents pour calculer le chauffage, payants et gratuits. Il est clair que les programmes payants ont des fonctionnalités plus puissantes que les programmes gratuits et vous permettent de résoudre un plus large éventail de tâches. Il est logique d'acquérir de tels programmes pour les ingénieurs concepteurs professionnels. Pour le profane qui souhaite calculer indépendamment le système de chauffage de sa maison, des programmes gratuits suffiront. Vous trouverez ci-dessous une liste des produits logiciels les plus courants:

• Valtec.PRG est un programme gratuit de calcul du chauffage et de l'approvisionnement en eau. Il existe des possibilités pour calculer des sols chauds et même des murs chauds
• HERZ est toute une famille de programmes. Ils peuvent être utilisés pour calculer les systèmes de chauffage à un et à deux tuyaux. Le programme a une présentation graphique pratique et la possibilité de se diviser en plans d'étage. Il existe une possibilité de calculer les pertes de chaleur
• Stream est un développement national, qui est un système de CAO intégré capable de concevoir des réseaux d'ingénierie de toute complexité. Contrairement aux précédents, Stream est un programme payant. Par conséquent, il est peu probable qu'un homme ordinaire de la rue l'utilise. Il est destiné aux professionnels.

Il existe plusieurs autres solutions. Principalement des fabricants de tuyaux et de raccords. Les fabricants affinent les programmes de calcul de leurs matériaux et les obligent donc, dans une certaine mesure, à acheter leurs matériaux. C'est un tel stratagème marketing et il n'y a rien de mal à cela.

Classification des gazoducs

Les gazoducs modernes sont tout un système de complexes de structures conçus pour transporter le combustible combustible des lieux de sa production jusqu'aux consommateurs. Par conséquent, selon leur destination, ils sont:

• Tronc - pour le transport sur de longues distances des sites miniers aux destinations.
• Local - pour collecter, distribuer et fournir du gaz aux objets des colonies et des entreprises.

Des stations de compression sont construites le long des routes principales, qui sont nécessaires pour maintenir la pression de service dans les tuyaux et fournir du gaz aux points désignés aux consommateurs dans les volumes requis, calculés à l'avance. Dans ceux-ci, le gaz est purifié, séché, comprimé et refroidi, puis renvoyé au gazoduc sous une certaine pression requise pour une section donnée de passage de carburant.

Les gazoducs locaux situés dans les colonies sont classés:

• Par type de gaz - hydrocarbures naturels, liquéfiés, mixtes, etc. peuvent être transportés.
• Par pression - dans différentes parties du gaz, il y a une pression basse, moyenne et élevée.
• Par emplacement - extérieur (rue) et intérieur, hors sol et souterrain.

Calcul hydraulique d'un système de chauffage à 2 tubes

• Calcul hydraulique du système de chauffage, en tenant compte des canalisations
• Un exemple de calcul hydraulique pour un système de chauffage gravitationnel à deux tubes

Pourquoi avez-vous besoin d'un calcul hydraulique d'un système de chauffage à deux tuyaux? Chaque bâtiment est individuel. À cet égard, le chauffage avec la détermination de la quantité de chaleur sera individuel. Cela peut être fait en utilisant le calcul hydraulique, tandis que le programme et la table de calcul peuvent faciliter la tâche.

Le calcul du système de chauffage de la maison commence par le choix du combustible, en fonction des besoins et des caractéristiques de l'infrastructure de la zone où se trouve la maison.

Le but du calcul hydraulique, dont le programme et le tableau se trouvent sur le réseau, est le suivant:

• déterminer le nombre d'appareils de chauffage nécessaires;
• calcul du diamètre et du nombre de canalisations;
• détermination de la perte d'échauffement possible.

Tous les calculs doivent être effectués selon le schéma de chauffage avec tous les éléments inclus dans le système. Un diagramme et un tableau similaires doivent être compilés à l'avance. Pour effectuer un calcul hydraulique, vous aurez besoin d'un programme, d'un tableau axonométrique et de formules.

Système de chauffage à deux tuyaux d'une maison privée avec câblage inférieur.

Un anneau plus chargé de la canalisation est considéré comme un objet de conception, après quoi la section transversale requise de la canalisation, les pertes de pression possibles de l'ensemble du circuit de chauffage et la surface optimale des radiateurs sont déterminées.

Effectuer un tel calcul, pour lequel le tableau et le programme sont utilisés, peut créer une image claire avec la distribution de toutes les résistances dans le circuit de chauffage existantes, et vous permet également d'obtenir des paramètres précis du régime de température, de la consommation d'eau dans chaque partie du chauffage.

En conséquence, le calcul hydraulique devrait construire le plan de chauffage le plus optimal pour votre propre maison. Ne vous fiez pas uniquement à votre intuition. Le tableau et le programme de calcul simplifieront le processus.

Articles dont vous avez besoin:

Qu'est-ce que le calcul hydraulique et pourquoi est-il nécessaire?

Le calcul hydraulique (ci-après appelé GR) est un algorithme mathématique, à la suite duquel nous obtenons le diamètre de tuyau requis dans ce système (c'est-à-dire le diamètre intérieur). De plus, il sera clair quelle pompe de circulation nous devons utiliser - la hauteur et le débit de la pompe sont déterminés. Tout cela permettra de rendre le système de chauffage optimal économiquement. Il est fait sur la base des lois de l'hydraulique - une section spéciale de la physique consacrée au mouvement et à l'équilibre dans les fluides.

Équations de base pour le calcul hydraulique d'un gazoduc

Pour calculer le mouvement du gaz à travers les tuyaux, les valeurs du diamètre du tuyau, de la consommation de carburant et de la perte de charge sont prises. Il est calculé en fonction de la nature du mouvement. Avec laminaire - les calculs sont effectués strictement mathématiquement selon la formule:

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

• ∆Р - kgm2, perte de charge due au frottement;
• ω - m / s, vitesse du carburant;
• D - m, diamètre du pipeline;
• L - m, longueur du pipeline;
• μ - kg sec / m2, viscosité du fluide.

En mouvement turbulent, il est impossible d'appliquer des calculs mathématiques précis en raison de la nature chaotique du mouvement. Par conséquent, des coefficients déterminés expérimentalement sont utilisés.

Calculé par la formule:

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

• Р1 и Р2 - pression au début et à la fin du pipeline, kg / m2;
• λ - coefficient de résistance sans dimension;
• ω - m / s, vitesse moyenne du gaz sur la section de conduite;
• ρ - kg / m3, densité du carburant;
• D - m, diamètre du tuyau;
• g - m / sec2, accélération de la gravité.

Vidéo: Bases du calcul hydraulique des gazoducs

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Equilibrage hydraulique

L'équilibrage des pertes de charge dans le système de chauffage est réalisé au moyen de vannes de régulation et d'arrêt.

L'équilibrage hydraulique du système est basé sur:

• charge de conception (débit massique du liquide de refroidissement);
• données de résistance dynamique des fabricants de tuyaux;
• le nombre de résistances locales dans la zone considérée;
• caractéristiques techniques des ferrures.

Les caractéristiques de réglage - perte de charge, fixation, débit - sont définies pour chaque vanne. Ils permettent de déterminer les coefficients du liquide de refroidissement s'écoulant dans chaque colonne montante, puis dans chaque appareil.

La perte de charge est directement proportionnelle au carré du débit du liquide de refroidissement et est mesurée en kg / h, où

S est le produit de la pression dynamique spécifique, exprimée en Pa / (kg / h), et du coefficient réduit des résistances locales de la section (ξpr).

Le coefficient réduit ξпр est la somme de toutes les résistances du système local.

Pourquoi est-il nécessaire de calculer le gazoduc

Le long de toutes les sections du gazoduc, des calculs sont effectués pour identifier les endroits où d'éventuelles résistances sont susceptibles d'apparaître dans les conduites, modifiant le débit d'alimentation en carburant.

Si tous les calculs sont effectués correctement, alors l'équipement le plus approprié peut être sélectionné et une conception économique et efficace de l'ensemble de la conception du système de gaz peut être créée.

Cela vous évitera des indicateurs inutiles et surestimés lors de l'exploitation et des coûts de construction, qui pourraient survenir lors de la planification et de l'installation du système sans calcul hydraulique du gazoduc.

Il y a une meilleure opportunité de sélectionner la taille désirée dans la section transversale et les matériaux de tuyau pour un approvisionnement plus efficace, rapide et stable de carburant bleu aux points prévus du système de gazoduc.

Le mode de fonctionnement optimal de l'ensemble du gazoduc est assuré.

Les développeurs bénéficient d'avantages financiers tout en économisant sur les achats d'équipements techniques et de matériaux de construction.

Le calcul correct du gazoduc est effectué, en tenant compte des niveaux maximaux de consommation de carburant pendant les périodes de consommation de masse. Tous les besoins industriels, municipaux et individuels des ménages sont pris en compte.

Aperçu du programme

Pour faciliter les calculs, des programmes de calcul hydrauliques amateurs et professionnels sont utilisés.

Le plus populaire est Excel.

Vous pouvez utiliser le calcul en ligne dans Excel Online, CombiMix 1.0 ou le calculateur de calcul hydraulique en ligne. Le programme stationnaire est sélectionné en tenant compte des exigences du projet.

La principale difficulté à travailler avec de tels programmes est le manque de connaissances des bases de l'hydraulique. Dans certains d'entre eux, il n'y a pas de décodage des formules, les caractéristiques de branchement des pipelines et le calcul des résistances dans les circuits complexes ne sont pas pris en compte.

• HERZ C.O. 3.5 - calcule en utilisant la méthode de la perte de charge linéaire spécifique.
• DanfossCO et OvertopCO - peuvent compter les systèmes de circulation naturelle.
• "Flow" (Potok) - vous permet d'appliquer une méthode de calcul avec une différence de température variable (glissante) à travers les colonnes montantes.

Il est nécessaire de clarifier les paramètres de saisie des données sur la température - en Kelvin / Celsius.

Calcul du volume d'eau et de la capacité du vase d'expansion

Le volume du vase d'expansion doit être égal à 1/10 du volume total de liquide
Pour calculer les caractéristiques de performance d'un vase d'expansion, obligatoire pour tout système de chauffage de type fermé, vous devrez faire face au phénomène d'augmentation du volume de liquide qu'il contient. Cet indicateur est évalué en tenant compte des changements des caractéristiques de performance de base, y compris les fluctuations de sa température. Dans ce cas, il change dans une très large plage - de la pièce +20 degrés à des valeurs de fonctionnement comprises entre 50 et 80 degrés.

Il sera possible de calculer le volume du vase d'expansion sans problèmes inutiles si vous utilisez une estimation approximative qui a fait ses preuves dans la pratique. Il est basé sur l'expérience de l'équipement d'exploitation, selon lequel le volume du vase d'expansion est d'environ un dixième de la quantité totale de liquide de refroidissement circulant dans le système.

Dans ce cas, tous ses éléments sont pris en compte, y compris les radiateurs de chauffage (batteries), ainsi que la chemise d'eau de la chaudière.Pour déterminer la valeur exacte de l'indicateur souhaité, vous devrez prendre le passeport de l'équipement en cours d'utilisation et y trouver les éléments concernant la capacité des batteries et le réservoir de travail de la chaudière.

Après les avoir déterminés, il n'est pas difficile de trouver un excès de liquide de refroidissement dans le système. Pour cela, la section transversale des tuyaux en polypropylène est d'abord calculée, puis la valeur résultante est multipliée par la longueur du pipeline. Après avoir résumé pour toutes les branches du système de chauffage, les numéros des radiateurs et de la chaudière extraits du passeport y sont ajoutés. Un dixième est alors compté sur le total.

Calcul des paramètres du liquide de refroidissement

La quantité de liquide de refroidissement dans 1 m du tuyau, en fonction du diamètre
Le calcul du liquide de refroidissement est réduit à la détermination des indicateurs suivants:

• la vitesse de déplacement des masses d'eau à travers le pipeline avec les paramètres spécifiés;
• leur température moyenne;
• consommation de médias associée aux exigences de performance des équipements de chauffage.

Les formules connues de calcul des paramètres du liquide de refroidissement (en tenant compte de l'hydraulique) sont assez compliquées et peu pratiques en utilisation pratique. Les calculatrices en ligne utilisent une approche simplifiée qui vous permet d'obtenir un résultat avec une erreur acceptable pour cette méthode.

Néanmoins, avant de commencer l'installation, il est important de s'inquiéter de l'achat d'une pompe avec des indicateurs non inférieurs à ceux calculés. Ce n'est que dans ce cas que l'on est certain que les exigences du système selon ce critère sont pleinement satisfaites et qu'il est capable de chauffer la pièce à des températures confortables.

Calcul hydraulique d'une canalisation composite simple

,

Les calculs de pipelines simples sont réduits à trois tâches typiques: déterminer la hauteur (ou la pression), le débit et le diamètre du pipeline. En outre, la méthodologie pour résoudre ces problèmes pour un pipeline simple de section constante est considérée.

Problème 1

... Étant donné: les dimensions du pipeline et

la rugosité de ses parois

, propriétés du fluide

, débit de liquide Q.
Déterminez la tête H requise (une des valeurs qui composent la tête).

Décision

... L'équation de Bernoulli est compilée pour le débit d'un système hydraulique donné. Les sections de contrôle sont attribuées. Le plan de référence est sélectionné
Z(0.0)
, les conditions initiales sont analysées. L'équation de Bernoulli est construite en tenant compte des conditions initiales. A partir de l'équation de Bernoulli, nous obtenons une formule de conception de type ٭. L'équation est résolue par rapport à H. Le nombre de Reynolds Re est déterminé et le mode de mouvement est défini. La valeur est trouvée

selon le mode de conduite. H et la valeur souhaitée sont calculés.
Objectif 2.

Étant donné: les dimensions du pipeline et

, la rugosité de ses parois

, propriétés du fluide

, tête N.Déterminer le débit Q.
Décision.

L'équation de Bernoulli est compilée en tenant compte des recommandations données précédemment. L'équation est résolue par rapport à la valeur recherchée Q. La formule résultante contient un coefficient inconnu

selon Re. Localisation directe

dans les conditions de ce problème, c'est difficile, car pour un Q inconnu, Re ne peut pas être établi à l'avance. Par conséquent, la solution supplémentaire du problème est effectuée par la méthode des approximations successives.

1. approximation: Re → ∞

, nous définissons

2 approximation:

, nous trouvons
λII(ReII,Δhein)
et définir

Trouvez l'erreur relative

... Si un

, puis la solution s'arrête (pour les problèmes éducatifs

). Sinon, la solution est remplie dans la troisième approximation.

Objectif 3.

Données: dimensions des canalisations (sauf pour le diamètre d), rugosité de ses parois

, propriétés du fluide

, hauteur Í, débit Q. Déterminez le diamètre de la canalisation.
Décision

... Lors de la résolution de ce problème, des difficultés surviennent avec la détermination directe de la valeur

similaire au problème du deuxième type. Par conséquent, il est conseillé de prendre la décision par la méthode graphique-analytique. Plusieurs diamètres sont spécifiés

.Pour chaque

la valeur correspondante de la tête H se trouve à un débit Q donné (le problème du premier type est résolu n fois). Sur la base des résultats des calculs, un graphique est construit

... Le diamètre requis d est déterminé selon le graphique, correspondant à la valeur donnée de la pression H.

Dispositions horizontales et verticales

Un tel système de chauffage est divisé en schémas horizontaux et verticaux par l'emplacement du pipeline reliant tous les appareils et appareils en un tout.

Un circuit de chauffage vertical diffère des autres en ce que dans ce cas tous les appareils nécessaires sont connectés à une colonne montante verticale.

Bien que sa compilation finisse par sortir un peu plus cher, mais le fonctionnement stable ne sera pas entravé par la stagnation de l'air et les embouteillages qui en résultent. Cette solution convient particulièrement aux propriétaires d'appartements dans un immeuble de plusieurs étages, car tous les étages individuels sont reliés séparément.

Un système de chauffage à deux tuyaux avec un circuit horizontal est parfait pour un immeuble résidentiel d'un étage avec une longueur relativement longue, dans lequel il est plus facile et plus rationnel de connecter tous les compartiments de radiateurs disponibles à une canalisation horizontale.

Les deux types de circuits de système de chauffage offrent une excellente stabilité hydraulique et de température, seulement dans la première situation, dans tous les cas, il sera nécessaire de calibrer les colonnes montantes situées verticalement et dans la seconde - les boucles horizontales.

Types de systèmes de chauffage

Les tâches d'ingénierie de ce type sont compliquées par la grande variété des systèmes de chauffage, à la fois en termes d'échelle et de configuration. Il existe plusieurs types d'échangeurs de chauffage, chacun ayant ses propres lois:

1. Système sans issue à deux tuyaux - la version la plus courante de l'appareil, bien adaptée à l'organisation des circuits de chauffage central et individuel.

Système de chauffage sans issue à deux tuyaux

2. Système monotube ou «Leningradka» Il est considéré comme le meilleur moyen de construire des complexes de chauffage civil d'une puissance thermique allant jusqu'à 30–35 kW.

Système de chauffage monotube à circulation forcée: 1 - chaudière de chauffage; 2 - groupe de sécurité; 3 - radiateurs de chauffage; 4 - Grue Mayevsky; 5 - vase d'expansion; 6 - pompe de circulation; 7 - vidange

3. Système bitube de type passant - le type de découplage des circuits de chauffage le plus gourmand en matériaux, qui se distingue par la stabilité de fonctionnement la plus élevée connue et la qualité de distribution du liquide de refroidissement.

Système de chauffage associé bi-tube (boucle Tichelman)

4. Disposition des poutres à bien des égards, il est similaire à un trajet à deux tuyaux, mais en même temps, toutes les commandes du système sont amenées à un seul point - à l'assemblage du collecteur.

Circuit de chauffage par rayonnement: 1 - chaudière; 2 - vase d'expansion; 3 - collecteur d'alimentation; 4 - radiateurs de chauffage; 5 - collecteur de retour; 6 - pompe de circulation

Avant de passer au côté appliqué des calculs, il y a quelques mises en garde importantes à faire. Tout d'abord, vous devez apprendre que la clé d'un calcul de haute qualité réside dans la compréhension des principes de fonctionnement des systèmes fluidiques à un niveau intuitif. Sans cela, l'examen de chaque solution individuelle se transforme en un entrelacement de calculs mathématiques complexes. La seconde est l'impossibilité pratique de présenter plus que des concepts de base dans le cadre d'une revue; pour des explications plus détaillées, il vaut mieux se référer à une telle littérature sur le calcul des systèmes de chauffage:

• V. Pyrkov «Régulation hydraulique des systèmes de chauffage et de refroidissement. Théorie et pratique "2e édition, 2010
• R. Jaushovets "L'hydraulique - le cœur du chauffage de l'eau".
• Manuel hydraulique de la chaufferie de De Dietrich.
• A. Savelyev «Chauffage à la maison. Calcul et installation de systèmes ".

Détermination des pertes de charge dans les tuyaux

La résistance à la perte de charge dans le circuit à travers lequel le liquide de refroidissement circule est définie comme sa valeur totale pour tous les composants individuels. Ces derniers comprennent:

• perte dans le circuit primaire, notée ∆Plk;
• les coûts locaux du caloporteur (∆Plm);
• perte de charge dans des zones spéciales appelées «générateurs de chaleur» sous la désignation ∆Ptg;
• pertes à l'intérieur du système d'échange de chaleur intégré ∆Pto.

Après addition de ces valeurs, on obtient l'indicateur souhaité, caractérisant la résistance hydraulique totale du système ∆Pco.

En plus de cette méthode généralisée, il existe d'autres méthodes pour déterminer la perte de charge dans les tuyaux en polypropylène. L'un d'eux est basé sur une comparaison de deux indicateurs liés au début et à la fin du pipeline. Dans ce cas, la perte de charge peut être calculée en soustrayant simplement ses valeurs initiales et finales, déterminées par deux manomètres.

Une autre option pour calculer l'indicateur souhaité est basée sur l'utilisation d'une formule plus complexe qui prend en compte tous les facteurs qui affectent les caractéristiques du flux thermique. Le rapport suivant prend principalement en compte la perte de charge de fluide due à la grande longueur de la canalisation.

• h - perte de charge liquide, dans le cas à l'étude mesurée en mètres.
• λ - coefficient de résistance hydraulique (ou frottement), déterminé par d'autres méthodes de calcul.
• L est la longueur totale du pipeline desservi, qui est mesurée en mètres courants.
• D est la taille standard interne du tuyau, qui détermine le volume du débit de liquide de refroidissement.
• V est le débit du fluide, mesuré en unités standard (mètre par seconde).
• Le symbole g est l'accélération due à la gravité, égale à 9,81 m / s2.

Les pertes de charge se produisent en raison du frottement du fluide contre la surface intérieure des tuyaux

Les pertes causées par un coefficient de frottement hydraulique élevé sont d'un grand intérêt. Cela dépend de la rugosité des surfaces intérieures des tuyaux. Les rapports utilisés dans ce cas ne sont valables que pour les ébauches de tube rond standard. La formule finale pour les trouver ressemble à ceci:

• V est la vitesse de déplacement des masses d'eau, mesurée en mètres / seconde.
• D est le diamètre intérieur qui définit l'espace libre pour le mouvement du liquide de refroidissement.
• Le coefficient dans le dénominateur indique la viscosité cinématique du fluide.

Le dernier indicateur fait référence à des valeurs constantes et se trouve dans des tableaux spéciaux, publiés en grande quantité sur Internet.

Calcul de l'hydraulique du système de chauffage de l'eau

Le liquide de refroidissement circule dans le système sous pression, ce qui n'est pas une valeur constante. Elle diminue en raison de la présence de forces de frottement de l'eau contre les parois des tuyaux, de la résistance sur les raccords et raccords de tuyauterie. Le propriétaire fait également sa part en ajustant la répartition de la chaleur dans les pièces individuelles.

La pression augmente si la température de chauffage du liquide de refroidissement augmente et vice versa - diminue lorsqu'elle diminue.

Pour éviter de déséquilibrer le système de chauffage, il est nécessaire de créer des conditions dans lesquelles autant de liquide de refroidissement est fourni à chaque radiateur que nécessaire pour maintenir la température de consigne et reconstituer les pertes de chaleur inévitables.

Le principal objectif du calcul hydraulique est de faire correspondre les coûts estimés du réseau avec les coûts réels ou d'exploitation.

À ce stade de la conception, les éléments suivants sont déterminés:

• diamètre des tuyaux et leur débit;
• les pertes de charge locales dans les sections individuelles du système de chauffage;
• les exigences d'équilibrage hydraulique;
• perte de pression dans tout le système (général);
• débit optimal du liquide de refroidissement.

Pour la réalisation d'un calcul hydraulique, il est nécessaire de faire quelques préparatifs:

1. Collectez des données de base et organisez-les.
2. Choisissez une méthode de calcul.

Tout d'abord, le concepteur étudie les paramètres de génie thermique de l'installation et effectue le calcul de génie thermique. En conséquence, il a des informations sur la quantité de chaleur requise pour chaque pièce. Après cela, les appareils de chauffage et la source de chaleur sont sélectionnés.

Représentation schématique d'un système de chauffage dans une maison privée

Au stade du développement, une décision est prise sur le type de système de chauffage et les caractéristiques de son équilibrage, des tuyaux et des raccords sont sélectionnés. Une fois terminé, un schéma de câblage axonométrique est établi, des plans d'étage sont élaborés indiquant:

• puissance du radiateur;
• consommation de liquide de refroidissement;
• placement des équipements de chauffage, etc.

Toutes les sections du système, les points nodaux sont marqués, calculés et la longueur des anneaux est appliquée au dessin.

Calcul de l'hydraulique des conduits de chauffage

L'hydraulique correctement calculée permet la répartition correcte du diamètre du tuyau dans tout le système

Le calcul hydraulique du système de chauffage se résume généralement à la sélection des diamètres des tuyaux posés dans des sections distinctes du réseau. Lors de sa réalisation, les facteurs suivants doivent être pris en compte:

• la valeur de la pression et de ses chutes dans la canalisation à un débit donné de circulation du fluide caloporteur;
• sa dépense estimée;
• dimensions typiques des produits de tuyauterie utilisés.

Lors du calcul du premier de ces paramètres, il est important de prendre en compte la capacité de l'équipement de pompage. Il doit être suffisant pour vaincre la résistance hydraulique des circuits de chauffage. Dans ce cas, la longueur totale des tuyaux en polypropylène est d'une importance décisive, avec une augmentation dans laquelle la résistance hydraulique totale des systèmes dans leur ensemble augmente.

Sur la base des résultats du calcul, les indicateurs nécessaires à l'installation ultérieure du système de chauffage et conformes aux exigences des normes en vigueur sont déterminés.

Dans ce cas, la longueur totale des tuyaux en polypropylène est d'une importance décisive, avec une augmentation dans laquelle la résistance hydraulique totale des systèmes dans leur ensemble augmente. Sur la base des résultats du calcul, les indicateurs nécessaires à l'installation ultérieure du système de chauffage et répondant aux exigences des normes en vigueur sont déterminés.

Qu'est-ce que le calcul hydraulique

Il s'agit de la troisième étape du processus de création d'un réseau de chaleur. C'est un système de calculs qui vous permet de déterminer:

Selon les données obtenues, la sélection des pompes est effectuée.

Pour les logements saisonniers, en l'absence d'électricité, un système de chauffage avec circulation naturelle du liquide de refroidissement convient (lien vers la revue).

Tâches complexes - minimiser les coûts:

1. capital - installation de tuyaux de diamètre et de qualité optimaux;
2. opérationnel:
3. dépendance de la consommation d'énergie sur la résistance hydraulique du système;
4. stabilité et fiabilité;
5. silence.

Le remplacement du mode de chauffage centralisé par un mode individuel simplifie la méthodologie de calcul

Pour le mode hors ligne, 4 méthodes sont applicables calcul hydraulique du système de chauffage:

1. par pertes spécifiques (calcul standard du diamètre du tuyau);
2. par des longueurs réduites à un équivalent;
3. par les caractéristiques de conductivité et de résistance;
4. comparaison des pressions dynamiques.

Les deux premières méthodes sont utilisées avec une baisse de température constante dans le réseau.

Les deux derniers permettront de répartir l'eau chaude sur les anneaux du système si la différence de température dans le réseau cesse de correspondre à la différence des colonnes montantes / branches.