Hydraulisk beregning af et varmesystem som et eksempel

Grundlæggende ligninger til hydraulisk beregning af et gasrør

Rørdiameteren, strømningshastigheden og faldet bestemmes for at beregne gasstrømmen gennem røret. Den beregnes i forhold til bevægelsens art. I laminar - beregningerne foretages rent matematisk ved hjælp af formlen:

P1 - P2 = ∆P = (32*μ*ω*L)/D2 kg/m2 (20), hvor:

• ∆P - kgm2, fald i vandstanden på grund af friktion;
• ω - m/sek, brændstofhastighed;
• D - m, rørledningens diameter;
• L - m, længde af rørledningen;
• μ - kg/sek/m2, væskens viskositet.

I turbulente bevægelser er det ikke muligt at anvende nøjagtige matematiske beregninger på grund af bevægelsens kaotiske karakter. Der anvendes derfor eksperimentelt bestemte koefficienter.

De beregnes efter følgende formel:

P1 - P2 = (λ*ω2*L*ρ)/2g*D (21), hvor:

• P1 og P2 er trykket i begyndelsen og slutningen af rørledningen, kg/m2;
• λ er den dimensionsløse modstandskoefficient;
• ω - m/s, gassens gennemsnitshastighed gennem rørets tværsnit;
• ρ - kg/m3, brændstoftæthed;
• D - m, rørdiameter;
• g - m/sek2, tyngdeacceleration.

Video: Grundlæggende principper for hydraulisk design af gasledninger.

Udarbejdelse af spørgsmål

• Mikhail, Lipetsk - Hvilken slags skiver skal jeg bruge til metalskæring?
• Ivan, Moskva - Hvad er GOST for metalplader?
• Maxim, Tver - Hvad er de bedste stativer til opbevaring af valsede metalprodukter?
• Vladimir, Novosibirsk - Hvad betyder ultralydsbehandling af metal uden slibemidler?
• Valeriy, Moskva - Hvordan smede en kniv fra leje med mine egne hænder?
• Stanislav, Voronezh - Hvilket udstyr bruges til produktion af galvaniserede stålkanaler?

Sådan arbejder du i EXCEL

Det er meget praktisk at bruge Excel-regneark, fordi resultaterne af hydrauliske beregninger altid opsummeres i tabelform. Det er tilstrækkeligt at fastlægge trinfølgen og at udarbejde formlerne.

Indtastning af rådata

En celle vælges, og der indtastes en værdi. Alle andre oplysninger er blot noteret.

Celle	Værdi	Værdi, symbol, enhed
D4	45,000	Vandgennemstrømning G i t/time
D5	95,0	Indgangstemperatur tx i °C
D6	70,0	Udgangstemperatur tx i °C
D7	100,0	Indvendig diameter d, mm
D8	100,000	Længde, L i m
D9	1,000	Ækvivalent rørruhed ∆ i mm
D10	1,89	Summen af lokale modstande - Σ(ξ)

• Værdien i D9 er taget fra valideringsbogen;
• Værdien i D10 beskriver modstanden ved svejsninger.

Formler og algoritmer

Vælg celler, og indtast algoritmen og formlerne for teoretisk hydraulik.

Celle	Algoritme	Formel	Resultat	Resultatværdi
D12	!FEJL! D5 indeholder ikke et tal eller et udtryk	tcf=(tvh+tvy)/2	82,5	Gennemsnitlig vandtemperatur tcp i °C
D13	!FEJL! D12 indeholder ikke et tal eller et udtryk	n=0,0178/(1+0,0337*tср+0,000221*tср2)	0,003368	Kinematisk viskositetskoefficient for vand - n, cm2/s ved tcr
D14	!FEJL! D12 indeholder ikke et tal eller et udtryk	ρ=(-0,003*tср2-0,1511*tср+1003, 1)/1000	0,970	Gennemsnitlig vandtæthed ρ,t/m3 ved tcp
D15	!FEJL! D4 indeholder ikke et tal eller et udtryk	G'=G*1000/(ρ*60)	773,024	Vandgennemstrømning G', l/min.
D16	!FEJL! D4 indeholder ikke et tal eller et udtryk	v=4*G:(ρ*π*(d:1000)2*3600)	1,640	Vandhastighed v, m/s
D17	!FEJL! D16 indeholder ikke et tal eller et udtryk	Re=v*d*10/n	487001,4	Reynoldstal Re
D18	!FEJL! Celle D17 findes ikke	λ=64/Re ved Re≤2320 λ=0,0000147*Re ved 2320≤Re≤4000 λ=0,11*(68/Re+∆/d)0,25 ved Re≥4000	0,035	Den hydrauliske friktionskoefficient λ
D19	!FEJL! Celle D18 findes ikke	R=λ*v2*ρ*100/(2*9,81*d)	0,004645	Specifikt friktionstab R, kg/(cm2*m)
D20	FEJL! Celle D19 findes ikke	dPtr=R*L	0,464485	Tab af friktionstryk dPtr, kg/cm2
D21	FEJL! Celle D20 findes ikke	dPtr=dPtr*9,81*10000	45565,9	og Pa, henholdsvis D20
D22	FEJL! D10 indeholder ikke et tal eller et udtryk	dPмс=Σ(ξ)*v2*ρ/(2*9,81*10)	0,025150	trykfald i lokale modstande dPms i kg/cm2
D23	!FEJL! Celle D22 findes ikke	dPtr=dPms*9,81*10000	2467,2	og Pa i overensstemmelse hermed D22
D24	!FEJL! Celle D20 findes ikke	dP=dPtr+dPms	0,489634	Beregnet tryktab dP, kg/cm2
D25	!FEJL! Celle D24 findes ikke.	dP=dP*9,81*10000	48033,1	og Pa henholdsvis D24
D26	!FEJL! Celle D25 findes ikke	S=dP/G2	23,720	Modstandskarakteristik S, Pa/(t/h)2

• værdien D15 er omregnet til liter, så det er lettere at aflæse værdien;
• celle D16 - vi tilføjer formatering efter betingelse: "Hvis v ikke falder inden for intervallet 0,25...1,5 m/s, er cellens baggrund rød/skrifttype hvid".

For rør med højdeforskel mellem ind- og udløb tilføjes det statiske tryk til resultaterne: 1 kg/cm2 pr. 10 m.

Design af resultater

Forfatterens farvesammensætning har et funktionelt formål:

• De lys turkise celler indeholder de rå data - de kan ændres.
• Lysegrønne celler - inputkonstanter eller data, der kun i ringe grad kan ændres.
• Gule felter - hjælpeforberegninger.
• Lysegule celler - resultater af beregninger.
• Skrifttyper:
  • blå - rå data;
  • sort - middelmådige/mellemlange resultater;
  • rød - hoved- og slutresultater af den hydrauliske beregning.

Resultater i et Excel-regneark

Eksempel fra Alexander Vorobjev

Et eksempel på en simpel hydraulisk beregning i Excel for en vandret rørledningsstrækning.

Inddata:

• rørlængde100 meter;
• ø108 mm;
• vægtykkelse 4 mm.

Tabel over resultaterne af beregningerne af den lokale modstandsdygtighed

Ved at gøre beregningerne i Excel mere komplekse trin for trin, lærer du teorien bedre og sparer delvist på designarbejdet. Med den rigtige tilgang vil dit varmesystem være optimalt med hensyn til omkostninger og varmeydelse.

Beregning af rørdiameter i et varmesystem

Denne beregning er baseret på en række parametre. For det første skal du beregne varmeeffekt fra varmeanlæggetFørst skal varmeanlæggets varmeydelse bestemmes, og derefter skal den hastighed beregnes, hvormed varmeoverførselsmediet - varmt vand eller et andet medium - vil strømme gennem rørene. Dette vil bidrage til at beregne så nøjagtigt som muligt og undgå unøjagtigheder.

Beregning af varmeanlæggets kapacitet

Formlen anvendes til beregningen. For at beregne varmeanlæggets effekt skal rumfanget af det rum, der skal opvarmes, multipliceres med varmetabskoefficienten og forskellen mellem vintertemperaturen inden for og uden for rummet, og derefter divideres den beregnede værdi med 860.

Hvis bygningen har standardparametrekan beregningen foretages som en gennemsnitlig værdi.

For at bestemme den resulterende temperatur skal den gennemsnitlige udetemperatur om vinteren og indetemperaturen være mindst lig med det sanitære krav.

Varmevæskens hastighed i systemet

Den foreskrevne hastighed for varmeoverføringsmediet i varmesystemet er overstiger værdien 0,2 m pr. sekund. Dette skyldes, at der ved en lavere hastighed frigøres luft fra væsken, hvilket fører til luftsluser, som kan forstyrre hele varmesystemets funktion.

Det øverste hastighedsniveau må ikke overstige 1,5 meter i sekundet, da dette kan forårsage støj i systemet.

Generelt er det tilrådeligt at opretholde en middelhastighedsbarriere for at øge cirkulationen og dermed øge systemets produktivitet. Oftest anvendes der specielle pumper til at opnå dette.

Beregning af rørdiameteren i et varmesystem

Udskiftning af hele rørsystemet.

Beregning af rørdiametre foretages ved hjælp af en særlig formel.Den omfatter:

• ønsket diameter
• systemets varmeeffekt
• væskehastighed
• temperaturforskellen mellem fremløbs- og returtemperaturen i varmesystemet.

Denne temperaturforskel skal vælges på grundlag af normerne for indløb(mindst 95 grader) og på returløbet (normalt 65-70 grader). På grundlag heraf antages temperaturforskellen normalt at være 20 grader.

Forberedelse til at udføre beregningen

Forud for en god og detaljeret beregning skal der tages en række forberedende skridt i forbindelse med udførelsen af beregningsskemaerne. Denne del kan kaldes indsamling af oplysninger til beregningen. Den hydrauliske beregning, som er den vanskeligste del af designet af vandvarmesystemet, giver mulighed for en præcis fremskrivning af hele driften af systemet. De data, der skal udarbejdes, bør omfatte bestemmelse af de nødvendige termiske balancer for de lokaler, der skal opvarmes af det konstruerede varmesystem.

I projektet udføres beregningen under hensyntagen til typen af udvalgte varmeapparater med definerede varmevekslingsflader og deres placering i opvarmede rum, som kan være batterier med radiatorsektion eller andre typer varmevekslere. Deres placering er angivet på husets eller lejlighedens grundplaner.

Fastgørelsespunkter for varmeapparater,

Når den nødvendige systemkonfiguration er fastlagt på planen, skal den tegnes i en aksionometrisk projektion på alle etager. I et sådant diagram er hvert varmelegeme forsynet med et nummer, og den maksimale varmeydelse er angivet. Et vigtigt element, som også er angivet for et varmeapparat i diagrammet, er den beregnede længde af rørstrækningen til tilslutning.

Mærkninger og procedure

Der skal på tegningerne markeres et cirkulationskredsløb, det såkaldte hovedkredsløb, som er fastlagt på forhånd. Det er en sløjfe, der omfatter alle de dele af systemet, der har de højeste flowhastigheder. I to-rørssystemer går disse sektioner fra kedlen (varmekilden) til det fjerneste varmeapparat og tilbage til kedlen. For enrørsanlæg tages stigrørsafsnittet og returrørsafsnittet.

Beregningsenheden er et rørafsnit med konstant diameter og konstant strøm (flowhastighed) af varmebæreren. Dens værdi bestemmes på grundlag af rummets varmebalance. Der er vedtaget en bestemt rækkefølge for udpegning af sådanne sektioner, der starter fra kedlen (varmekilde, varmegenerator), og de er nummereret. Hvis der er afgreninger fra forsyningslinjen, er de markeret med store bogstaver i alfabetisk rækkefølge. Det samme bogstav med en stiplet linje anvendes til at angive opsamlingspunktet for hver gren på returledningen.

Nummeret på gulvafsnittet (horisontale systemer) eller stigrørafsnittet (vertikale systemer) er angivet ved begyndelsen af varmeafsnittet. Samme nummer, men med en streg, er placeret ved deres tilslutningspunkt til returløbets opsamlingsledning. Når disse symboler danner par, udgør de nummeret på hver gren af faktureringsafsnittet. Nummereringen sker i urets retning fra øverste venstre hjørne af planen. Længden af hver gren bestemmes også i henhold til planen, idet fejlmargenen ikke må være mere end 0,1 m.

Uden at gå i detaljer skal det siges, at yderligere beregninger gør det muligt at bestemme rørdiametrene for hver sektion af varmesystemet, tryktabene på dem og at foretage en hydraulisk forbindelse af alle cirkulationsringe i komplekse vandvarmesystemer.

Bestemmelse af rørdiametre

Med henblik på den endelige fastlæggelse af diameter og tykkelse af varmerørene skal spørgsmålet om varmetab stadig drøftes.

Den største mængde varme slipper ud af rummet gennem væggene - op til 40 %, gennem vinduer - 15 %, gulvet - 10 %, resten gennem loftet/taget. I en lejlighed er varmetabet hovedsageligt gennem vinduer og altanmoduler

Der er flere typer af varmetab i opvarmede rum:

1. Flowtryktab i røret. Dette er direkte proportionalt med produktet af det specifikke friktionstab inde i røret (oplyst af producenten) med rørets samlede længde. Men i betragtning af den aktuelle opgave kan der ses bort fra sådanne tab.
2. Hovedtab ved de lokale rørmodstande er varmeomkostningerne ved fittings og inde i udstyret. Men i betragtning af opgavens betingelser, det lille antal fittings-bøjninger og antallet af radiatorer kan disse tab negligeres.
3. Varmetab baseret på lejlighedens placering. Der er en anden type varmetab, men de er mere relateret til rummets placering i forhold til resten af bygningen. For en gennemsnitlig lejlighed midt i en bygning, der støder op til andre lejligheder til venstre/højre/top/bund, er varmetabet gennem sidevægge, loft og gulv praktisk talt "0".

Kun tab gennem lejlighedens forreste del - balkonen og det centrale vindue i fællesrummet - kan tages i betragtning. Men dette problem kan løses ved at tilføje 2-3 sektioner til hver radiator.

Værdien af rørdiameteren vælges i overensstemmelse med flowhastigheden af varmemediet og dets cirkulationshastighed i varmesystemet.

Ved analyse af ovenstående oplysninger skal det bemærkes, at for den beregnede hastighed af varmt vand i varmesystemet er vandpartiklernes bevægelseshastighed i forhold til rørvæggen i en vandret position kendt for at være 0,3-0,7 m/s.

For at hjælpe entreprenøren præsenterer vi den såkaldte tjekliste for udførelse af beregninger for en typisk hydraulisk beregning af et varmesystem:

• indsamling af data og beregning af kedlens produktion;
• volumen og hastighed af varmeoverføringsmediet;
• varmetab og rørdiameter.

Nogle gange resulterer beregningen i en rørdiameter, der er stor nok til at overlappe det beregnede væskevolumen. Dette problem kan løses ved at øge kedlens literkapacitet eller ved at tilføje en ekstra ekspansionsbeholder.

På vores hjemmeside er der en blok af artikler om beregning af varmesystem, vi anbefaler at gøre sig bekendt:

1. Termisk beregning af varmesystemet: hvordan man korrekt beregner belastningen på systemet
2. Beregning af vandopvarmning: formler, regler, eksempler
3. Termisk beregning af en bygning: Specifikationer og formler for beregninger + praktiske eksempler

Varmeproducentens effekt

En af de grundlæggende enheder i varmesystemet er en kedel: elektrisk, gas, kombineret - på dette tidspunkt er det ligegyldigt. Det afgørende er effekten - den mængde energi pr. tidsenhed, der kan bruges til opvarmning.

Selve kedlens effekt bestemmes ved hjælp af nedenstående formel:

W Kedel = (Sroom*Vægt) / 10,

hvor:

• Sroom er summen af arealerne i alle rum, der skal opvarmes;
• Wdp - specifik effekt under hensyntagen til de klimatiske forhold på stedet (det er derfor, vi havde brug for at kende klimaet i regionen).

For de forskellige klimazoner har vi følgende karakteristiske data for de forskellige klimazoner:

• Nordlige områder - 1,5 - 2 kW/m2;
• centralzone - 1 - 1,5 kW/m2;
• sydlige områder - 0,6 - 1 kW/m2.

Disse tal er ret forsigtige, men giver ikke desto mindre et klart numerisk svar på miljøets indflydelse på det flade varmesystem.

Dette kort viser klimazonerne med forskellige temperaturregimer. Boligens placering i forhold til zonen bestemmer, hvor mange kWh energi (+) pr. kvadratmeter der skal bruges på opvarmning.

Summen af det boligareal, der skal opvarmes, svarer til lejlighedens samlede boligareal og er lig med - 65,54-1,80-6,03=57,71 m2 (minus altanen). Den specifikke kedelkapacitet for det centrale område med kolde vintre er 1,4 kW/m2. I dette eksempel svarer kedlens designvarmeydelse således til 8,08 kW.

Beregning af varmesystemets varmeydelse

Varmeproduktionen fra varmeanlægget er den mængde varme, der skal genereres i huset for at kunne leve komfortabelt i den kolde årstid.

Beregning af husets varmekapacitet

Der er en sammenhæng mellem det samlede opvarmningsareal og kedlens effekt. I dette tilfælde skal kedlens effekt være større end eller lig med effekten af alle varmeapparater (radiatorer). Den standardtermiske beregning for boliger er som følger: 100 watt effekt pr. 1 m² opvarmet overflade plus 15-20 % reserve.

Antallet og effekten af radiatorer skal beregnes for hvert rum individuelt. Hver radiator har en specifik varmeydelse. I tilfælde af sektionsradiatorer er den samlede varmeydelse summen af varmeydelsen fra alle de anvendte sektioner.

I enkle varmesystemer er ovenstående beregningsmetoder tilstrækkelige. Undtagelser er bygninger med ikke-standardiseret arkitektur, store glaspartier, højt til loftet og andre kilder til yderligere varmetab. I dette tilfælde er det nødvendigt med en mere detaljeret analyse og beregning med multiplikatorer.

Termisk beregning med hensyn til husets varmetab

Husets varmetab skal beregnes for hvert rum for sig, idet der skal tages hensyn til vinduer, døre og ydervægge.

Følgende data anvendes mere detaljeret til disse varmetab:

• Tykkelse og materiale af vægge, belægninger.
• Tagdækningens konstruktion og materiale.
• Type og materiale af fundamentet.
• Type af ruder.
• Type af gulvafretningslag.

Følgende formel kan bruges til at bestemme den mindste nødvendige varmekapacitet, idet der tages hensyn til varmetab:

Qt(kW×h) = V × ΔT × K ⁄ 860, hvor:

Qt er varmebelastningen i rummet.

V - rumfanget af det rum, der skal opvarmes (bredde × længde × højde), m³.

ΔT er forskellen mellem den udendørs lufttemperatur og den ønskede indendørs temperatur, °C.

K - bygningens varmetabskoefficient.

860 - omregning af koefficienten til kWh.

K-koefficienten for bygningens varmetab afhænger af rummets konstruktionstype og isolering:

K	Konstruktionstype
3 — 4	Hus uden varmeisolering - forenklet konstruktion eller bølgepladekonstruktion.
2 — 2,9	Hus med lav varmeisolering - forenklet bygningskonstruktion, enkeltmuret murværk, forenklet vindues- og tagkonstruktion.
1 — 1,9	Middelhøj varmeisolering - standardkonstruktion, dobbelt murværk, få vinduer, standard tagdækning.
0,6 — 0,9	Høj varmeisolering - forbedret konstruktion, murstensvægge med varmeisolering, få vinduer, isoleret gulv, tagpap med varmeisolering af høj kvalitet.

Forskellen mellem udetemperaturen og den ønskede indetemperatur ΔT bestemmes af de fremherskende vejrforhold og det ønskede komfortniveau i huset. Hvis udetemperaturen f.eks. er -20 °C, og den indendørs temperatur skal være +20 °C, er ΔT = 40 °C.

Hvordan beregner man effekten af en gasvarmekedel ud fra husets størrelse?

For at gøre dette skal du bruge en formel:

Mk er den varmeydelse, du søger i kilowatt. S er således boligens areal i kvadratmeter, og K er kedlens specifikke effekt - den "dosis" energi, der bruges til at opvarme 10 m2.

Beregning af kedeleffekt

Hvordan beregner man gulvarealet? Først og fremmest kan du bruge grundplanen af dit hjem. Du kan finde disse oplysninger i hjemmets dokumenter. Du ønsker ikke at søge i dokumenterne? Derefter skal du gange længden og bredden af hvert rum (herunder køkken, opvarmet garage, badeværelse, toilet, korridorer osv.) ved at lægge alle de opnåede værdier sammen.

Hvor kan man få værdien af kedlens specifikke effekt? I opslagsbøgerne, naturligvis.

Hvis du ikke ønsker at "grave" i opslagsværker, skal du tage hensyn til følgende værdier for denne koefficient:

• Hvis din region ikke oplever vintertemperaturer på under -15 grader Celsius, vil din specifikke effektfaktor være 0,9-1 kW/m2.
• Hvis du oplever frost på helt ned til -25 °C om vinteren, er din effektfaktor 1,2-1,5 kW/m2.
• Hvis temperaturen falder til -35 °C og derunder om vinteren, skal du anvende en faktor på 1,5-2,0 kW/m2, når du beregner varmeeffekten.

Som følge heraf vil produktionen af en kedel, der opvarmer et hus på 200 "firkanter" i Moskva eller Leningrad oblast være 30 kW (200 x 1,5 / 10).

Hvordan beregner man produktionen af en varmekedel efter volumen af et hus?

I dette tilfælde må vi regne med bygningens varmetab beregnet efter formlen:

Q er i dette tilfælde det beregnede varmetab. V er igen volumenet og ∆T er temperaturforskellen mellem bygningens indre og ydre rum. k henviser til den termiske dissipationsfaktor, som afhænger af bygningsmaterialernes, dørbladets og vinduesfløjenes inerti.

Beregning af husets volumen

Hvordan bestemmer man volumen? Ved at tegne grundplanen, naturligvis. Eller blot ved at gange arealet med højden af lofterne. Temperaturforskellen er forskellen mellem den sædvanlige rumtemperatur på 22-24 °C og den gennemsnitlige termometeraflæsning om vinteren.

Varmeafgivelseskoefficienten afhænger af bygningens termiske modstand.

Afhængigt af de anvendte byggematerialer og teknologier antager denne koefficient derfor følgende værdier:

• 3,0 til 4,0 for rammeløse lagerhuse eller rammelignende lagerbygninger uden væg- og tagisolering.
• 2,0 til 2,9 for tekniske bygninger i beton og mursten, suppleret med minimal isolering.
• Fra 1,0 til 1,9 - for gamle huse, der er bygget før energibesparende teknologier.
• 0,5 til 0,9 for moderne huse, der er bygget efter moderne energibesparende standarder.

Resultatet er, at effekten af en kedel, der opvarmes i et moderne, energibesparende hus med et areal på 200 kvadratmeter og et 3 meter højt loft i en klimazone med 25 graders frost, når op på 29,5 kW (200x3x(22+25)x0,9/860).

Hvordan beregner jeg effekten af en kedel med et varmtvandskredsløb?

Hvorfor har du brug for en gangreserve på 25 %? Først og fremmest for at kompensere for det energiforbrug, der skyldes udstrømningen af varme til vandvarmeslangen under driften af de to kredsløb. For at sige det enkelt: Så du ikke fryser ihjel efter at have taget et brusebad.

Fastbrændselskedel Ogonyok KOTV - 18V med vandvarmekredsløb

Som følge heraf bør en to-kredsløbs-kedel, der betjener varme- og varmtvandssystemerne i et hus på 200 m2 nord for Moskva syd for Sankt Petersborg, generere mindst 37,5 kW varmeeffekt (30 x 125 %).

Er det bedre at tælle efter areal eller efter volumen?

I dette tilfælde kan vi kun give følgende råd:

• Hvis du har et standardlayout med en loftshøjde på op til 3 meter, skal du beregne efter areal.
• Hvis loftshøjden er over 3 meter, eller hvis bygningen er mere end 200 kvadratmeter, skal der tælles efter volumen.

Hvor meget koster en "ekstra" kilowatt?

Med en virkningsgrad på 90 % er det nødvendigt at bruge mindst 0,09 kubikmeter naturgas med en brændværdi på 35000 kJ/m3 for at producere 1 kW varme fra en almindelig kedel. Eller ca. 0,075 kubikmeter brændstof med en maksimal brændværdi på 43000 kJ/m3.

Som følge heraf vil en fejl i beregningen pr. 1 kW i opvarmningsperioden koste ejeren 688-905 rubler. Så vær forsigtig med dine beregninger, køb kedler med justerbar effekt, og stræb ikke efter at "puste" varmeproduktionskapaciteten i dit varmelegeme op.

Vi anbefaler også, at du tager et kig på:

• LPG-gaskedler
• Kedler til fast brændsel med stående forbrænding
• Dampvarme i et privat hjem
• Skorsten til en kedel til opvarmning med fast brændsel

Vedrørende det indledende arbejde.

Da den hydrauliske beregning er tidskrævende og arbejdskrævende, er vi nødt til at foretage nogle indledende beregninger:

1. Bestem balancen mellem rum og rum, der skal opvarmes.
2. Beslut dig for typen af varmeanlæg og varmeveksler. Placer dem i overensstemmelse med bygningens generelle planløsning.
3. Før beregningen skal rørføringen vælges, og den overordnede konfiguration af varmesystemet skal fastlægges.
4. Udarbejd en tegning af systemet, helst et aksionometrisk diagram. Heri angives længden af sektionerne, numrene og belastningsstørrelsen.
5. Der bør også installeres en cirkulationsring på forhånd.

Vigtigt: Hvis beregningen vedrører et træhus, vil der ikke være nogen forskel mellem det og et murstenshus, et betonhus osv.

vil ikke.

Varmeflow

Strømmen af varmemediet beregnes efter formlen:

,
hvor Q er varmeanlæggets samlede kapacitet i kW; er taget fra beregningen af bygningens varmetab

Cp - er vands specifikke varmekapacitet, kJ/(kg*grad.C); for forenklede beregninger antager vi 4,19 kJ/(kg*grad.C)

ΔPt - temperaturforskel mellem indgangs- og udgangstemperatur; vi tager normalt kedelfoder og returnerer

Beregner til beregning af forbrug af varmeoverførselsvæske (kun for vand)
Q = kW; Δt = oC; m = l/s
Flowet kan beregnes på samme måde for alle rørstrækninger. Afsnittene er valgt således, at vandhastigheden i røret er den samme. Opdelingen i sektioner finder således sted før T-stykket eller før reduktionen. De kølepunkter, som varmeoverførselsmediet strømmer til gennem hver rørsektion, skal summeres med hensyn til kapacitet. Indsæt derefter værdien i ovenstående formel. Disse beregninger skal foretages for rør foran hver enkelt radiator.

Hydraulisk beregning af et varmesystem - eksempel på beregning

Som eksempel kan nævnes et to-rørs gravitationsvarmesystem.

Inddata til beregningen:

• Systemets nominelle varmebelastning - Qd. = 133 kW;
• systemparametre - tg = 750C, to = 600C;
• kølemiddelstrøm (designstrøm) - Vco = 7,6 m3/h;
• Varmeanlægget er forbundet til kedlerne via en vandret hydraulisk separator;
• Automatikken i hver af kedlerne opretholder hele året en konstant udgangstemperatur for varmebæreren - tg = 800C
• Der er monteret en automatisk differenstrykregulator ved indgangen til hver fordeler;
• Varmeanlægget fra fordelerne er installeret med metal-plastrør, og varmeforsyningen til fordelerne sker ved hjælp af stålrør (vand- og gasrør).

Rørsektionernes diametre vælges ved hjælp af et nomogram for en given væskehastighed på 0,4-0,5 m/s.

I rørsektion 1 er der monteret en ventil DN 65. Dens modstandsdygtighed er ifølge producentens oplysninger 800 Pa.

I sektion 1a er der installeret et filter med en diameter på 65 mm og en kapacitet på 55 m3 /h. Modstanden for dette element vil være:

0,1 x (G/kv) x 2 = 0,1 x (7581/55) x 2 = 1900 Pa.

Trevejsventilen du = 40 mm og kv = 25 m3 /h vil have en modstand på 9200 Pa.

De øvrige dele af distributionsvarmesystemet beregnes på samme måde. Ved beregning af varmesystemet fra fordeleren vælges hovedcirkulationsringen gennem den mest belastede varmeanordning. Den hydrauliske beregning foretages med udgangspunkt i den første retning.

Varmeflow

Kølevæskestrømning

Lad os f.eks. tage et simpelt varmekredsløb, som omfatter en varmekedel og radiatorer med et varmeforbrug på én kilowatt, for at vise, hvordan den hydrauliske beregning af opvarmning foregår. Og der er 10 sådanne radiatorer i systemet.

Det er vigtigt at opdele systemet i sektioner og huske på én regel - diameteren på rørene i hver sektion bør ikke ændres. Så den første del er rørledningen fra kedlen til den første radiator. Den anden sektion er rørledningen mellem den første og den anden radiator

Og så videre.

den anden sektion er rørledningen mellem den første og den anden radiator. Og så videre.

Den første del er altså rørledningen fra kedlen til det første varmelegeme. Den anden sektion er rørføringen mellem den første og den anden radiator. Og så videre.

Hvordan finder varmeoverførslen sted, og hvordan falder temperaturen på varmeoverførselsmediet? Når den første radiator nås, afgiver varmeoverføringsmediet en del af varmen, som reduceres med 1 kilowatt. Det er i det første afsnit, at den hydrauliske beregning foretages under 10 kilowatt. Men i den anden sektion er den allerede 9. Og så fortsætter det med at blive reduceret.

Der findes en formel, hvormed varmemediets strømningshastighed kan beregnes:

G = (3,6 x Quch) / (c x (tr-to))

Quch er sektionens dimensionerende varmebelastning. I vores eksempel er det 10 kW for den første sektion og 9 kW for den anden.

c er vands specifikke varmekapacitet, der er konstant og lig med 4,2 kJ/kg x C;

tr - varmebærertemperatur ved indløbet til anlægget;

til - kølemiddeltemperatur ved stedets udløb.

...og i hele systemets levetid.

Vi ønsker, at det hydrauliske system skal fungere, som det skal, i hele systemets levetid. Med TA SCOPE og TA Select kan du nemt kontrollere, om systemet fungerer korrekt.

I TA SCOPE indtastes flowhastighed, differenstryk, 2 temperaturer, differencetemperatur og effekt. Disse måledata indlæses i TA Select med henblik på analyse.

Efter indledende dataindsamlingog bestemme husets varmetab og radiatorkapaciteten, er det næste skridt at beregne den hydroniske beregning af varmesystemet. Hvis den udføres korrekt, sikrer den, at varmesystemet fungerer korrekt, støjsvagt, stabilt og pålideligt. Desuden er det en måde at undgå unødvendige investeringer og energiomkostninger på.

Beregning af vandmængden og kapaciteten af ekspansionsbeholderen

For at kunne beregne ekspansionsbeholderens ydeevne, som er afgørende for ethvert lukket varmesystem, er det nødvendigt at forstå fænomenet med forøgelse af væskens volumen. Dette vurderes ved at tage hensyn til ændringer i de grundlæggende driftsegenskaber, herunder temperaturvariationer. Den varierer over et meget bredt område - fra stuetemperatur +20 grader op til driftsværdier på mellem 50-80 grader.

Volumenet af ekspansionsbeholderen kan uden problemer beregnes ved hjælp af en afprøvet tilnærmelse. Dette er baseret på erfaringer fra praksis, hvorefter ekspansionsbeholderens volumen udgør ca. en tiendedel af den samlede mængde kølemiddel, der cirkulerer i systemet.

Der tages hensyn til alle systemets komponenter, herunder radiatorerne og kedlen/motorenhedens vandmantel. For at bestemme den nøjagtige værdi af den målte værdi er det nødvendigt at kontrollere det tekniske datablad for radiatoren og kedlens tankkapacitet. Når disse er blevet bestemt, er det ikke svært at finde den overskydende varmeoverførselsvæske i systemet

For at gøre dette beregnes først tværsnitsarealet af polypropylenrørene, og derefter multipliceres den resulterende værdi med rørlængden. Efter sammenlægning for alle varmeanlæggets grene lægges tallene for radiatorer og kedel fra databladet sammen. Derefter trækkes en tiendedel af det samlede beløb fra det samlede beløb.

Når dette er fastslået, er det ikke svært at finde frem til overskuddet af varmemediet i systemet. Først beregnes tværsnitsarealet af polypropylenrørene, og derefter multipliceres den resulterende værdi med rørledningens længde. Når alle varmeanlæggets grene er lagt sammen, lægges tallene for radiatorer og kedel fra databladet sammen. Derefter trækkes en tiendedel af det samlede beløb fra det samlede beløb.

Værktøjer i Valtec-hovedmenuen

Som alle andre programmer har Valtec en hovedmenu øverst i toppen.

Klik på "File"-knappen, og i den undermenu, der åbnes, vises de standardværktøjer, som enhver computerbruger kender fra andre programmer:

Programmet "Calculator", som er indbygget i Windows, startes - for at udføre beregninger:

Ved hjælp af "Converter" kan vi konvertere en måleenhed til en anden:

Der er tre kolonner:

I kolonnen længst til venstre vælger vi den fysiske størrelse, som vi arbejder med, f.eks. tryk. I den midterste kolonne skal du vælge den enhed, der skal konverteres fra (f.eks. Pascali-Pa), og i den højre kolonne skal du vælge den enhed, der skal konverteres til (f.eks. atmosfære). I det øverste venstre hjørne af lommeregneren er der to linjer, i den øverste linje indtaster vi den værdi, der er opnået ved beregningerne, og i den nederste linje vises straks omregningen til de ønskede enheder... Men vi vil tale om alt dette til sin tid, når vi kommer til praksis.

Lad os i mellemtiden lære menuen Værktøjer at kende. "Formulargenerator:

Dette er nødvendigt for planlæggere, der laver skræddersyede projekter. Hvis vi kun opvarmer vores eget hus, er "Form Generator" ikke til nogen nytte for os.

Den næste knap i Valtec-hovedmenuen er "Styles" (stilarter):

Det bruges til at styre programvinduets udseende - det tilpasser sig til den software, der er installeret på din computer. For mig som en unødvendig gimmick, da jeg er fra dem, for hvem det vigtigste er ikke "skakbræt", og køre. Og du bestemmer selv.

Lad os se nærmere på værktøjerne under denne knap.

I "Climatology" vælges bygningsområde:

Varmetabet i et hus afhænger ikke kun af materialerne i væggene og andre konstruktioner, men også af klimaet i det område, hvor bygningen er beliggende. Derfor afhænger kravene til varmesystemet af klimaet.

I venstre kolonne kan du finde det distrikt, du bor i (republik, region, distrikt, by). Hvis vores bosætning ikke er anført her, skal du vælge den nærmeste.

"Materialer. Heri er parametrene for de forskellige byggematerialer, der anvendes til opførelse af husene, anført. Det er derfor, at vi opregnede materialerne for vægge, gulve og lofter, da vi indsamlede inputdataene (se tidligere designmaterialer):

Værktøj til åbninger. Her finder du oplysninger om dør- og vinduesåbninger:

"Rør. Her kan du finde oplysninger om dimensioner af rør, der anvendes i varmesystemer: indvendige og udvendige dimensioner, modstandskoefficienter, ruhed af de indre overflader:

Vi skal bruge den til hydrauliske beregninger - for at bestemme cirkulationspumpens kapacitet.

"Væske til varmeoverførsel". Faktisk er der intet andet end egenskaber ved disse varmebærere, der kan hældes ind i husets varmesystem:

Disse egenskaber er varmekapacitet, massefylde og viskositet.

Det er ikke altid vand, der anvendes som varmeoverførselsvæske, nogle gange hældes der frostvæske, almindeligvis kaldet "antifrostvæske", i systemet. Vi vil tale om valget af varmeoverførselsmedium i en separat artikel.

"Forbrugere" er ikke nødvendig for beregninger af varmesystemer, da dette værktøj er beregnet til beregninger af vandsystemer:

"KMS" (lokale modstandskoefficienter):

Enhver opvarmningsanordning (radiator, ventil, termostat osv.) skaber modstande for strømmen af varmeoverførselsvæsken, og der skal tages hensyn til disse modstande for at vælge den korrekte kapacitet for cirkulationspumpen.

"DIN-apparater". Ligesom "Consumers" handler denne betænkning mere om vandsystemer:

Konklusioner og en nyttig video om emnet

Egenskaber, fordele og ulemper ved naturlige og tvungne cirkulationssystemer til opvarmningssystemer:

For at opsummere beregningerne af den hydrauliske beregning er resultatet de specifikke fysiske egenskaber for det fremtidige varmesystem.

Dette er naturligvis et forenklet beregningsskema, der giver en omtrentlig indikation af den hydrauliske beregning for et typisk opvarmningssystem i en toværelses lejlighed.

Prøver du selv at foretage en hydraulisk beregning af varmeanlægget? Eller måske er du ikke enig i det præsenterede materiale? Vi venter på dine kommentarer og spørgsmål - i feedbackboksen nedenfor.