Beregning af vandopvarmning: formler, regler, eksempler på implementering

Gem og multiplicer!

Sådan kan Pipeline-mottoet formuleres i udviklingen og implementeringen af ​​en ny generation af hydraulisk beregningsprogram - et pålideligt moderne universelt system med masseanvendelse og moderate omkostninger. Hvad vil vi helt præcist bevare, og hvad skal vi øge?

Det er nødvendigt at bevare de fordele ved programmet, som er blevet indarbejdet i det siden dets start og udviklet under efterfølgende forbedring:

• en nøjagtig, moderne og gennemprøvet beregningsmodel, der ligger til grund for programmet, herunder en detaljeret analyse af strømningsregimer og lokale modstande;
• høj tællehastighed, der giver brugeren mulighed for øjeblikkeligt at beregne forskellige muligheder for beregningsskemaet;
• mulighederne for designberegning indarbejdet i programmet (valg af diametre);
• muligheden for automatisk beregning af de nødvendige termofysiske egenskaber for en bred vifte af transporterede produkter;
• enkelheden af ​​en intuitiv brugergrænseflade;
• tilstrækkelig alsidighed af programmet, så det ikke kun kan bruges til teknologisk, men også til andre typer rørledninger;
• moderate omkostninger ved programmet, som ligger inden for en bred vifte af designorganisationer og -afdelinger.

Samtidig har vi til hensigt radikalt at øge programmets muligheder og antallet af almindelige brugere ved at eliminere mangler og tilføje dets funktionalitet på følgende hovedområder:

• Software og funktionel integration i alle dens aspekter: fra et sæt af specialiserede og dårligt integrerede programmer, bør man gå over til et enkelt, modulært strukturprogram til hydrauliske beregninger, der giver termisk beregning, redegørelse for opvarmning af satellitter og elektrisk opvarmning, beregning af rør med vilkårlig sektion (inklusive gas kanaler), beregning og valg af pumper, andet udstyr, beregning og valg af styreenheder;
• sikring af softwareintegration (inklusive dataoverførsel) med andre programmer af NTP "Truboprovod", primært med programmerne "Isolation", "Predvalve", STARS;
• integration med forskellige grafiske CAD-systemer, primært beregnet til design af teknologiske installationer, samt underjordiske rørledninger;
• integration med andre teknologiske beregningssystemer (primært med systemer til modellering af teknologiske processer HYSYS, PRO/II og lignende) ved hjælp af den internationale standard CAPE OPEN (understøttelse af Thermo- og Unit-protokoller).

Forbedring af anvendeligheden af ​​brugergrænsefladen. I særdeleshed:

• tilvejebringelse af grafisk input og redigering af beregningsskemaet;

grafisk gengivelse af beregningsresultater (inklusive piezometer).

Udvidelse af programmets funktioner og dets anvendelighed til beregning af forskellige typer rørledninger. Inklusive:

• tilvejebringelse af beregning af rørledninger med vilkårlig topologi (inklusive ringsystemer), som gør det muligt at bruge programmet til beregning af eksterne tekniske netværk;

giver mulighed for at indstille og tage hensyn til ved beregning af de miljøforhold, der ændrer sig i løbet af en forlænget rørledning (jord- og lægningsparametre, varmeisolering osv.), hvilket vil gøre det muligt at bruge programmet bredere til beregning af hoved rørledninger;
implementering af de anbefalede industristandarder og metoder i programmet hydraulisk beregning af gasrørledninger (SP 42-101-2003), varmenetværk (SNiP 41-02-2003), hovedolierørledninger (RD 153-39.4-113-01), oliefeltsrørledninger (RD 39-132-94) mv.
beregning af flerfasestrømme, hvilket er vigtigt for rørledninger, der binder olie- og gasfelter.
Udvidelse af programmets designfunktioner, der på grundlag af det løser problemerne med at optimere parametrene for komplekse rørledningssystemer og det optimale valg af udstyr.

Beregning af luftvarmesystemet - en simpel teknik

At designe luftvarme er ikke en nem opgave. For at løse det er det nødvendigt at finde ud af en række faktorer, hvis uafhængige bestemmelse kan være vanskelig. RSV-specialister kan gratis lave et forprojekt til luftopvarmning af et rum baseret på GREEERS-udstyr.

Et luftvarmesystem, som ethvert andet, kan ikke oprettes tilfældigt. For at sikre den medicinske standard for temperatur og frisk luft i rummet kræves et sæt udstyr, hvis valg er baseret på en nøjagtig beregning.Der findes flere metoder til beregning af luftopvarmning, af forskellig grad af kompleksitet og nøjagtighed. Et almindeligt problem i beregninger af denne type er manglen på hensyn til påvirkningen af ​​subtile effekter, som ikke altid er mulige at forudse.

Derfor er det at lave en uafhængig beregning, ikke at være specialist inden for varme og ventilation, fyldt med fejl eller fejlberegninger. Du kan dog vælge den mest overkommelige metode baseret på valget af varmesystemeffekt.

Formel til bestemmelse af varmetab:

Q=S*T/R

Hvor:

• Q er mængden af ​​varmetab (W)
• S - arealet af alle bygningens strukturer (lokaler)
• T er forskellen mellem interne og eksterne temperaturer
• R - termisk modstand af omsluttende strukturer

Eksempel:

Bygningen med et areal på 800 m2 (20 × 40 m), en højde på 5 m, har 10 vinduer, der måler 1,5 × 2 m. Find arealet af strukturer:
800 + 800 = 1600 m2 (gulv- og loftareal)
1,5 × 2 × 10 = 30 m2 (vinduesareal)
(20 + 40) × 2 × 5 = 600 m2 (vægareal). Vi trækker herfra arealet af vinduerne, vi får det "rene" område af væggene 570 m2

I SNiP's tabeller finder vi den termiske modstand af betonvægge, gulve og gulve og vinduer. Du kan selv definere det med formlen:

Hvor:

• R - termisk modstand
• D - materialetykkelse
• K - koefficient for termisk ledningsevne

For nemheds skyld tager vi tykkelsen af ​​væggene og gulvet med loftet til at være det samme, svarende til 20 cm. Så vil den termiske modstand være 0,2 m / 1,3 \u003d 0,15 (m2 * K) / W
Vi vælger vinduernes termiske modstand fra tabellerne: R \u003d 0,4 (m2 * K) / W
Lad os tage temperaturforskellen som 20°С (20°С indeni og 0°С udenfor).

Så til væggene får vi

• 2150 m2 × 20°С / 0,15 = 286666=286 kW
• For vinduer: 30 m2 × 20 ° C / 0,4 \u003d 1500 \u003d 1,5 kW.
• Samlet varmetab: 286 + 1,5 = 297,5 kW.

Dette er mængden af ​​varmetab, der skal kompenseres ved hjælp af luftopvarmning med en effekt på omkring 300 kW

Det er bemærkelsesværdigt, at ved brug af gulv- og vægisolering reduceres varmetabet med mindst en størrelsesorden.

Generelle beregninger

Det er nødvendigt at bestemme den samlede varmekapacitet, således at varmekedlens effekt er tilstrækkelig til højkvalitets opvarmning af alle rum. Overskridelse af det tilladte volumen kan føre til øget slid på varmelegemet, samt et betydeligt energiforbrug.

Den nødvendige mængde varmemedie beregnes efter følgende formel: Samlet volumen = V-kedel + V-radiatorer + V-rør + V-ekspansionsbeholder

Kedel

Beregningen af ​​varmeenhedens effekt giver dig mulighed for at bestemme kedelkapacitetsindikatoren. For at gøre dette er det nok at tage udgangspunkt i forholdet, hvor 1 kW termisk energi er tilstrækkelig til effektivt at opvarme 10 m2 boligareal. Dette forhold er gyldigt i nærværelse af lofter, hvis højde ikke er mere end 3 meter.

Så snart kedeleffektindikatoren bliver kendt, er det nok at finde en passende enhed i en specialbutik. Hver producent angiver mængden af ​​udstyr i pasdataene.

Derfor, hvis den korrekte beregning af effekt udføres, vil der ikke være problemer med at bestemme det nødvendige volumen.

For at bestemme det tilstrækkelige vandvolumen i rørene er det nødvendigt at beregne tværsnittet af rørledningen i henhold til formlen - S = π × R2, hvor:

• S - tværsnit;
• π er en konstant konstant lig med 3,14;
• R er den indre radius af rørene.

Efter at have beregnet værdien af ​​tværsnitsarealet af rørene, er det nok at gange det med den samlede længde af hele rørledningen i varmesystemet.

Ekspansionsbeholder

Det er muligt at bestemme, hvilken kapacitet ekspansionstanken skal have, med data om kølevæskens termiske udvidelseskoefficient. For vand er denne indikator 0,034, når den opvarmes til 85 °C.

Når du udfører beregningen, er det nok at bruge formlen: V-tank \u003d (V syst × K) / D, hvor:

• V-tank - det nødvendige volumen af ​​ekspansionsbeholderen;
• V-syst - det samlede volumen af ​​væske i de resterende elementer i varmesystemet;
• K er ekspansionskoefficienten;
• D - ekspansionsbeholderens effektivitet (angivet i den tekniske dokumentation).

I øjeblikket er der en bred vifte af individuelle typer radiatorer til varmesystemer. Udover funktionelle forskelle har de alle forskellige højder.

For at beregne mængden af ​​arbejdsvæske i radiatorer skal du først beregne deres antal. Derefter ganges dette beløb med volumen af ​​en sektion.

Du kan finde ud af volumen af ​​en radiator ved hjælp af data fra produktets tekniske datablad. I mangel af sådanne oplysninger kan du navigere i henhold til de gennemsnitlige parametre:

• støbejern - 1,5 liter pr. sektion;
• bimetallisk - 0,2-0,3 l pr. sektion;
• aluminium - 0,4 l pr. sektion.

Følgende eksempel hjælper dig med at forstå, hvordan du korrekt beregner værdien. Lad os sige, at der er 5 radiatorer lavet af aluminium. Hvert varmelegeme indeholder 6 sektioner. Vi laver beregningen: 5 × 6 × 0,4 \u003d 12 liter.

Som du kan se, kommer beregningen af ​​varmekapaciteten ned på at beregne den samlede værdi af de fire ovennævnte elementer.

Ikke alle kan bestemme den nødvendige kapacitet af arbejdsvæsken i systemet med matematisk nøjagtighed.Derfor, fordi nogle brugere ikke ønsker at udføre beregningen, handler de som følger. Til at begynde med er systemet fyldt med omkring 90 %, hvorefter ydelsen kontrolleres. Udluft derefter den akkumulerede luft og fortsæt påfyldningen.

Under driften af ​​varmesystemet forekommer et naturligt fald i niveauet af kølevæsken som følge af konvektionsprocesser. I dette tilfælde er der et tab af kraft og produktivitet af kedlen. Dette indebærer behovet for en reservetank med en arbejdsvæske, hvorfra det vil være muligt at overvåge tabet af kølevæske og om nødvendigt genopfylde det.

Forundersøgelse af projektet

Valg
en eller anden designløsning -
opgaven er normalt multifaktoriel. I
I alle tilfælde er der tale om et stort antal
mulige løsninger på problemet
opgaver, da ethvert system af TG og V
karakteriserer et sæt af variable
(et sæt systemudstyr, forskelligt
dets parametre, sektioner af rørledninger,
de materialer, de er lavet af
etc.).

PÅ
I dette afsnit sammenligner vi 2 typer radiatorer:
Rifar
Monolit
350 og Sira
RS
300.

Til
bestemme prisen på radiatoren,
Lad os lave deres termiske beregning til formålet
angivelse af antallet af sektioner. Beregning
Rifar radiator
Monolit
350 er angivet i afsnit 5.2.

Klassificering af vandvarmeanlæg

Afhængigt af placeringen af ​​stedet for varmeproduktion er vandvarmesystemer opdelt i centraliserede og lokale. På en centraliseret måde leveres varme til for eksempel etageejendomme, alle former for institutioner, virksomheder og andre objekter.

I dette tilfælde genereres varme i kraftvarmeværker (kraftvarmeværker) eller kedelhuse og leveres derefter til forbrugerne gennem rørledninger.

Lokale (autonome) systemer giver varme, for eksempel private huse. Det produceres direkte på selve varmeforsyningsanlæggene. Til dette formål anvendes ovne eller specielle enheder, der arbejder på elektricitet, naturgas, flydende eller faste brændbare materialer.

Afhængig af måden hvorpå bevægelsen af ​​vandmasser sikres, kan opvarmning ske med tvungen (pumpning) eller naturlig (tyngdekraft) bevægelse af kølevæsken. Systemer med tvungen cirkulation kan være med ringordninger og med ordninger med primær-sekundære ringe.

Forskellige vandvarmesystemer adskiller sig fra hinanden i typen af ​​ledninger og den måde, enhederne er tilsluttet. Kombinerer deres type kølemiddel, der overfører varme til varmeenheder (+)

I overensstemmelse med vandets bevægelsesretning i forsynings- og returtyperne kan varmetilførslen ske med forbigående og blindgydebevægelse af kølevæsken. I det første tilfælde bevæger vandet sig i lysnettet i én retning, og i det andet - i forskellige retninger.

I kølevæskens bevægelsesretning er systemerne opdelt i blindgyder og modkørende. I den første er strømmen af ​​opvarmet vand rettet i retning modsat retningen af ​​det afkølede vand. I forbigående skemaer sker bevægelsen af ​​det opvarmede og afkølede kølevæske i samme retning (+)

Varmerør kan tilsluttes varmeanordninger i forskellige ordninger. Hvis varmeapparaterne er forbundet i serie, kaldes et sådant skema et enkeltrørskredsløb, hvis det er parallelt - et torørskredsløb.

Der er også et bifilar-skema, hvor alle de første halvdele af enhederne først er forbundet i serie, og derefter, for at sikre den omvendte udstrømning af vand, deres anden halvdele.

Placeringen af ​​rørene, der forbinder varmeanordningerne, gav navnet til ledningerne: de skelner mellem dets vandrette og lodrette sorter. I henhold til samlingsmetoden skelnes opsamler-, tee- og blandede rørledninger.

Ordninger af varmesystemer med øvre og nedre ledninger er forskellige i placeringen af ​​forsyningsledningen. I det første tilfælde lægges forsyningsrøret over de enheder, der modtager det opvarmede kølevæske fra det, i det andet tilfælde lægges røret under batterierne (+)

I de beboelsesejendomme, hvor der ikke er kældre, men der er et loft, anvendes varmesystemer med luftledninger. I dem er forsyningsledningen placeret over varmeapparaterne.

For bygninger med teknisk kælder og fladt tag anvendes opvarmning med en lavere ledning, hvor vandforsynings- og afløbsledningerne er placeret under varmeanordningerne.

Der er også en ledning med en "væltet" cirkulation af kølevæsken. I dette tilfælde er varmeforsyningens returledning placeret under enhederne.

Ifølge metoden til at forbinde forsyningsledningen til varmeanordningerne er systemer med øvre ledninger opdelt i skemaer med tovejs, envejs og væltet bevægelse af kølevæsken

Regneeksempel

Korrektionsfaktorerne i dette tilfælde vil være lig med:

• K1 (to-kammer termoruder) = 1,0;
• K2 (vægge lavet af tømmer) = 1,25;
• K3 (glasareal) = 1,1;
• K4 (ved -25°C -1,1 og ved 30°C) = 1,16;
• K5 (tre ydervægge) = 1,22;
• K6 (et varmt loft ovenfra) = 0,91;
• K7 (rumhøjde) = 1,0.

Som et resultat vil den samlede varmebelastning være lig med: I det tilfælde, hvor der anvendes en forenklet beregningsmetode baseret på beregningen af ​​varmeeffekten efter arealet, ville resultatet være et helt andet: Et eksempel på beregning af den termiske effekt af et varmesystem på video:

Beregning for varmeradiatorer pr. areal

Forstørret beregning

Hvis for 1 kvm. areal kræver 100 W termisk energi, derefter et rum på 20 kvm. skal modtage 2.000 watt. En typisk radiator med otte sektioner udsender omkring 150 watt varme. Vi deler 2.000 med 150, vi får 13 afsnit. Men dette er en ret forstørret beregning af den termiske belastning.

Nøjagtig beregning

Den nøjagtige beregning udføres efter følgende formel: Qt = 100 W/kvm. × S(rum) kvm. × q1 × q2 × q3 × q4 × q5 × q6× q7, hvor:

• q1 - type ruder: almindelig = 1,27; dobbelt = 1,0; tredobbelt = 0,85;
• q2 - vægisolering: svag eller fraværende = 1,27; væg udlagt i 2 mursten = 1,0, moderne, høj = 0,85;
• q3 - forholdet mellem det samlede areal af vinduesåbninger og gulvarealet: 40% = 1,2; 30% = 1,1; 20% - 0,9; 10% = 0,8;
• q4 - minimum udendørstemperatur: -35 C = 1,5; -25 C \u003d 1,3; -20 C = 1,1; -15 C \u003d 0,9; -10 C = 0,7;
• q5 - antallet af udvendige vægge i rummet: alle fire = 1,4, tre = 1,3, hjørnerum = 1,2, en = 1,2;
• q6 - type beregningsrum over beregningsrummet: koldt loft = 1,0, varmt loft = 0,9, boligopvarmet rum = 0,8;
• q7 - lofthøjde: 4,5 m = 1,2; 4,0 m = 1,15; 3,5 m = 1,1; 3,0 m = 1,05; 2,5 m = 1,3.

Moderne varmeelementer

Det er yderst sjældent i dag at se et hus, hvor opvarmning udelukkende udføres af luftkilder. Disse omfatter elektriske varmeapparater: varmeblæser, radiatorer, ultraviolet stråling, varmepistoler, elektriske pejse, komfurer.Det er mest rationelt at bruge dem som hjælpeelementer med et stabilt hovedvarmesystem. Årsagen til deres "minoritet" er de ret høje omkostninger til elektricitet.

Hovedelementerne i varmesystemet

Når du planlægger enhver form for varmesystem, er det vigtigt at vide, at der er generelt accepterede anbefalinger vedrørende effekttætheden af ​​den anvendte varmekedel. Især for de nordlige regioner af landet er det cirka 1,5 - 2,0 kW, i det centrale - 1,2 - 1,5 kW, i det sydlige - 0,7 - 0,9 kW

I dette tilfælde, før du beregner varmesystemet, for at beregne den optimale kedeleffekt, skal du bruge formlen:

W kat. = S*W / 10.

Beregning af bygningers varmesystem, nemlig kedlens kraft, er et vigtigt skridt i planlægningen af ​​oprettelsen af ​​et varmesystem

Det er vigtigt at være særlig opmærksom på følgende parametre:

• det samlede areal af alle rum, der vil blive forbundet til varmesystemet - S;
• anbefalet specifik effekt af kedlen (parameter afhængig af regionen).

Antag, at det er nødvendigt at beregne varmesystemets kapacitet og kedlens effekt for et hus, hvor det samlede areal af lokalerne, der skal opvarmes, er S = 100 m2. Samtidig tager vi den anbefalede specifikke magt for de centrale regioner i landet og erstatter dataene i formlen. Vi får:

W kat. \u003d 100 * 1,2 / 10 \u003d 12 kW.

Beregning af varmekedlens effekt

Kedlen som en del af varmesystemet er designet til at kompensere for bygningens varmetab. Og også, i tilfælde af et dobbeltkredsløbssystem, eller når kedlen er udstyret med en indirekte varmekedel, til opvarmning af vand til hygiejniske behov.

En enkeltkreds kedel opvarmer kun kølevæsken til varmesystemet

For at bestemme varmekedlens kraft er det nødvendigt at beregne prisen på husets termiske energi gennem facadevæggene og til opvarmning af den udskiftelige luftatmosfære i interiøret.

Data om varmetab i kilowatt-timer pr. dag er påkrævet - i tilfælde af et konventionelt hus beregnet som et eksempel, er disse:

271.512 + 45.76 = 317.272 kWh,

Hvor: 271.512 - dagligt varmetab ved ydervægge; 45,76 - dagligt varmetab til indblæsningsvarme.

Følgelig vil kedlens nødvendige varmeeffekt være:

317,272 : 24 (timer) = 13,22 kW

Imidlertid vil en sådan kedel være under konstant høj belastning, hvilket reducerer dens levetid. Og på især frostrige dage vil kedlens designkapacitet ikke være nok, for med en høj temperaturforskel mellem rummet og udendørs atmosfærer vil bygningens varmetab stige kraftigt.

Derfor er det ikke værd at vælge en kedel i henhold til den gennemsnitlige beregning af omkostningerne ved termisk energi - den kan muligvis ikke klare alvorlige frost.

Det ville være rationelt at øge den nødvendige effekt af kedeludstyr med 20%:

13,22 0,2 ​​+ 13,22 = 15,86 kW

For at beregne den nødvendige effekt af kedlens andet kredsløb, som opvarmer vand til opvask, badning osv., er det nødvendigt at dividere det månedlige varmeforbrug af "kloak" varmetab med antallet af dage i en måned og med 24 timer:

493,82: 30: 24 = 0,68 kW

Ifølge resultaterne af beregninger er den optimale kedeleffekt for et eksempel på et sommerhus 15,86 kW for varmekredsen og 0,68 kW for varmekredsen.

Indledende data til beregning

I første omgang vil et korrekt planlagt forløb med design og installationsarbejde spare dig for overraskelser og ubehagelige problemer i fremtiden.

Ved beregning af et varmt gulv er det nødvendigt at gå ud fra følgende data:

• vægmateriale og funktioner i deres design;
• rummets størrelse i form af;
• type finish;
• design af døre, vinduer og deres placering;
• arrangement af strukturelle elementer i planen.

For at udføre et kompetent design er det nødvendigt at tage højde for det etablerede temperaturregime og muligheden for dets justering.

Til en grov beregning antages det, at 1 m2 af varmeanlægget skal kompensere for varmetab på 1 kW. Anvendes vandvarmekredsen som tillæg til hovedsystemet, så skal den kun dække en del af varmetabet

Der er anbefalinger om temperaturen nær gulvet, hvilket sikrer et behageligt ophold i værelser til forskellige formål:

• 29°C - boligområde;
• 33 ° C - bad, værelser med pool og andre med et højt luftfugtighedsindeks;
• 35°С - kolde zoner (ved indgangsdøre, ydervægge osv.).

Overskridelse af disse værdier medfører overophedning af både selve systemet og finishbelægningen, efterfulgt af uundgåelig skade på materialet.

Efter foreløbige beregninger kan du vælge den optimale temperatur på kølevæsken i henhold til dine personlige følelser, bestemme belastningen på varmekredsløbet og købe pumpeudstyr, der perfekt klarer at stimulere kølevæskens bevægelse. Den vælges med en margin på 20 % for kølevæskeflowhastigheden.

Det tager meget tid at varme afretningen op med en kapacitet på mere end 7 cm. Derfor forsøger de, når de installerer vandsystemer, ikke at overskride den angivne grænse. Den bedst egnede belægning til vandgulve er gulvkeramik; under parket lægges varme gulve ikke på grund af dens ultralave varmeledningsevne

På projekteringsstadiet bør det tages stilling til, om gulvvarmen skal være hovedvarmeleverandøren eller kun skal bruges som tillæg til radiatorvarmegrenen. Andelen af ​​termiske energitab, som han skal kompensere, afhænger af dette. Det kan variere fra 30 % til 60 % med variationer.

Opvarmningstiden for vandgulvet afhænger af tykkelsen af ​​de elementer, der indgår i afretningslagret. Vand som kølemiddel er meget effektivt, men selve systemet er svært at installere.