Apkures sistēmas hidrauliskais aprēķins, izmantojot konkrētu piemēru

Apkure, kuras pamatā ir karstā ūdens cirkulācija, ir visizplatītākā privātmājas iekārtošanas iespēja.Kompetentai sistēmas izstrādei ir nepieciešami provizoriskie analīzes rezultāti, tā sauktais apkures sistēmas hidrauliskais aprēķins, sasaistot spiedienu visos tīkla posmos ar cauruļu diametriem.

Iesniegtajā rakstā ir sīki aprakstīta aprēķinu metodika. Lai labāk izprastu darbību algoritmu, mēs apskatījām aprēķina procedūru, izmantojot konkrētu piemēru.

Ievērojot aprakstīto secību, būs iespējams noteikt optimālo cauruļvada diametru, apkures ierīču skaitu, katla jaudu un citus sistēmas parametrus, kas nepieciešami efektīvas individuālās siltumapgādes sakārtošanai.

Hidrauliskā aprēķina jēdziens

Noteicošais faktors apkures sistēmu tehnoloģiskajā attīstībā ir bijis ierastais enerģijas ietaupījums. Vēlme ietaupīt naudu liek mums rūpīgāk pieiet mājokļa apkures projektēšanai, materiālu izvēlei, uzstādīšanas metodēm un ekspluatācijai.

Tāpēc, ja nolemjat izveidot unikālu un primāri ekonomisku apkures sistēmu savam dzīvoklim vai mājai, tad iesakām iepazīties ar aprēķinu un projektēšanas noteikumiem.

Pirms definēt sistēmas hidraulisko aprēķinu, jums ir skaidri un gaiši jāsaprot, ka dzīvokļa vai mājas individuālā apkures sistēma parasti atrodas par lielumu augstāk nekā lielas ēkas centrālās apkures sistēma.

Personīgās apkures sistēmas pamatā ir principiāli atšķirīga pieeja siltuma un enerģijas resursu jēdzieniem.

Hidrauliskā aprēķina būtība ir tāda, ka dzesēšanas šķidruma plūsmas ātrums netiek iestatīts iepriekš, būtiski tuvinot reālos parametrus, bet tiek noteikts, savienojot cauruļvadu diametrus ar spiediena parametriem visos sistēmas gredzenos.

Pietiek veikt triviālu šo sistēmu salīdzināšanu pēc šādiem parametriem.

1. Centrālās apkures sistēmas (katlu telpa-māja-dzīvoklis) pamatā ir standarta enerģijas nesēju veidi - ogles, gāze. Autonomā sistēmā var izmantot gandrīz jebkuru vielu, kurai ir augsts īpatnējais sadegšanas siltums, vai vairāku šķidru, cietu vai granulētu materiālu kombināciju.
2. DSP ir veidots uz parastiem elementiem: metāla caurulēm, “neveikliem” akumulatoriem, slēgvārstiem. Individuāla apkures sistēma ļauj apvienot dažādus elementus: daudzsekciju radiatorus ar labu siltuma pārnesi, augsto tehnoloģiju termostatus, dažāda veida caurules (PVC un varš), krāni, aizbāžņi, furnitūra un protams mūsu pašu ekonomiskāki katli, cirkulācijas sūkņi.
3. Ieejot tipiskas paneļu mājas, kas celta pirms 20-40 gadiem, dzīvoklī, redzams, ka apkures sistēma ir atkarīga no 7 sekciju akumulatora klātbūtnes zem loga katrā dzīvokļa istabā plus vertikāla caurule cauri. visa māja (stāvvads), ar kuru var “sazināties” ar kaimiņiem augšā/apakšā. Autonomā apkures sistēma (AHS) ļauj izbūvēt jebkuras sarežģītības sistēmu, ņemot vērā dzīvokļu iedzīvotāju individuālās vēlmes.
4. Atšķirībā no DSP, atsevišķa apkures sistēma ņem vērā diezgan iespaidīgu parametru sarakstu, kas ietekmē pārnesi, enerģijas patēriņu un siltuma zudumus. Apkārtējās vides temperatūras apstākļi, nepieciešamais temperatūras diapazons telpās, telpas platība un tilpums, logu un durvju skaits, telpu mērķis utt.

Tādējādi apkures sistēmas hidrauliskais aprēķins (HRSO) ir nosacīts apkures sistēmas aprēķināto raksturlielumu kopums, kas sniedz visaptverošu informāciju par tādiem parametriem kā caurules diametrs, radiatoru skaits un vārsti.

Šāda veida radiatori tika uzstādīti lielākajā daļā paneļu māju postpadomju telpā. Materiālu ietaupījumi un dizaina ideju trūkums ir acīmredzami

GRSO ļauj pareizi izvēlēties ūdens gredzena sūkni (apkures katlu) karstā ūdens transportēšanai uz apkures sistēmas gala elementiem (radiatoriem) un galarezultātā iegūt līdzsvarotāko sistēmu, kas tieši ietekmē finanšu ieguldījumus mājas apkurē. .

Cits apkures radiatora veids DSP. Šis ir daudzpusīgāks produkts, kam var būt jebkurš ribu skaits. Tādā veidā jūs varat palielināt vai samazināt siltuma apmaiņas laukumu

Aprēķina darbību secība

Runājot par apkures sistēmas aprēķinu, mēs atzīmējam, ka šī procedūra ir vispretrunīgākā un svarīgākā dizaina ziņā.

Pirms aprēķinu veikšanas jums ir jāveic nākotnes sistēmas sākotnējā analīze, piemēram:

• izveidot siltuma līdzsvaru visā un konkrēti katrā dzīvokļa istabā;
• apstiprināt termostatus, vārstus un spiediena regulatorus;
• izvēlēties radiatorus, siltuma apmaiņas virsmas, siltuma pārneses paneļi;
• noteikt sistēmas zonas ar maksimālo un minimālo dzesēšanas šķidruma plūsmu.

Turklāt ir jānosaka vispārējā dzesēšanas šķidruma transportēšanas shēma: pilna un maza ķēde, vienas caurules sistēma vai divu cauruļu maģistrāle.

Hidrauliskā aprēķina rezultātā iegūstam vairākus svarīgus hidrauliskās sistēmas raksturlielumus, kas sniedz atbildes uz šādiem jautājumiem:

• kādai jābūt apkures avota jaudai;
• kāds ir dzesēšanas šķidruma plūsmas ātrums un ātrums;
• kāds ir nepieciešamais maģistrālā apkures cauruļvada diametrs;
• kādi ir iespējamie siltuma zudumi un paša dzesēšanas šķidruma masa.

Vēl viens svarīgs hidrauliskā aprēķina aspekts ir visu sistēmas daļu (zaru) līdzsvarošanas (savienošanas) procedūra ekstremālos termiskos apstākļos, izmantojot vadības ierīces.

Ir vairāki galvenie apkures produktu veidi: čuguna un alumīnija daudzsekciju, tērauda paneļi, bimetāla radiatori un kovektori. Bet visizplatītākie ir alumīnija daudzsekciju radiatori

Cauruļvada maģistrāles projektēšanas zona ir sekcija ar nemainīgu pašas maģistrāles diametru, kā arī pastāvīgu karstā ūdens plūsmu, ko nosaka telpu siltuma bilances formula. Projektēšanas zonu uzskaitījums sākas no sūkņa vai siltuma avota.

Sākotnējo nosacījumu piemērs

Lai iegūtu precīzāku visu hidrauliskā aprēķina detaļu skaidrojumu, ņemsim konkrētu parastās dzīvojamās telpas piemēru. Mums ir klasisks 2 istabu dzīvoklis paneļu mājā ar kopējo platību 65,54 m2.²kurā ietilpst divas istabas, virtuve, atsevišķa tualete un vannas istaba, divvietīgs koridors, dvīņu balkons.

Pēc nodošanas ekspluatācijā saņēmām sekojošu informāciju par dzīvokļa gatavību.Aprakstītajā dzīvoklī ir sienas no monolītām dzelzsbetona konstrukcijām, kas apstrādātas ar špakteli un grunti, profila logi ar divkameru stiklu, presētas iekšdurvis, vannas istabas grīdā keramikas flīzes.

Tipiska 9 stāvu paneļu māja ar četrām ieejām. Katrā stāvā ir 3 dzīvokļi: viens 2-istabu un divi 3-istabu. Dzīvoklis atrodas piektajā stāvā

Turklāt uzrādītais korpuss jau ir aprīkots ar vara vadiem, sadalītājiem un atsevišķu paneli, gāzes plīti, vannu, izlietni, tualeti, dvieļu žāvētāju un izlietni.

Un pats galvenais, dzīvojamās istabās, vannas istabā un virtuvē jau ir alumīnija apkures radiatori. Jautājums par caurulēm un katlu paliek atklāts.

Kā tiek vākti dati

Sistēmas hidrauliskais aprēķins galvenokārt balstās uz aprēķiniem, kas saistīti ar apkures aprēķinu, pamatojoties uz telpas platību.

Tāpēc ir nepieciešama šāda informācija:

• katras atsevišķas telpas platība;
• logu un durvju savienotāju izmēri (iekšdurvis praktiski neietekmē siltuma zudumus);
• klimatiskie apstākļi, reģiona īpatnības.

Mēs turpināsim, pamatojoties uz šādiem datiem. Koplietošanas telpas platība - 18,83 m², guļamistaba - 14,86 m², virtuve - 10,46 m², balkons - 7,83 m² (summa), koridors - 9,72 m² (summa), vannas istaba - 3,60 m², tualete - 1,5 m². Ieejas durvis - 2,20 m², koplietošanas telpas logs - 8,1 m², guļamistabas logs - 1,96 m², virtuves logs - 1,96 m².

Dzīvokļa sienu augstums 2 metri 70 cm Ārsienas ir no B7 klases betona plus iekšējais apmetums 300 mm biezumā. Iekšējās sienas un starpsienas - nesošās 120 mm, parastās - 80 mm. Grīda un attiecīgi griesti ir izgatavoti no B15 klases betona grīdas plātnēm, biezums 200 mm.

Šī dzīvokļa plānojums paredz iespēju izveidot vienu vienotu apkures atzaru, kas iet caur virtuvi, guļamistabu un viesistabu, kas nodrošinās telpās vidējo temperatūru 20-22⁰C (+)

Kā ar vidi? Dzīvoklis atrodas mājā, kas atrodas mazpilsētas mikrorajona vidū. Pilsēta atrodas noteiktā zemienē, augstums virs jūras līmeņa ir 130-150 m Klimats ir mērens kontinentāls ar vēsām ziemām un diezgan siltām vasarām.

Gada vidējā temperatūra ir +7,6°C. Vidējā temperatūra janvārī ir -6,6°C, jūlijā +18,7°C. Vējš - 3,5 m/s, vidējais gaisa mitrums - 74%, nokrišņu daudzums 569 mm.

Analizējot reģiona klimatiskos apstākļus, jāatzīmē, ka mums ir darīšana ar plašu temperatūru diapazonu, kas savukārt ietekmē īpašo prasību dzīvokļa apkures sistēmas regulēšanai.

Siltuma ģeneratora jauda

Viena no galvenajām apkures sistēmas sastāvdaļām ir apkures katls: elektriskais, gāzes, kombinētais - šajā posmā tam nav nozīmes. Jo mums ir svarīga tā galvenā īpašība - jauda, ​​tas ir, enerģijas daudzums laika vienībā, kas tiks tērēts apkurei.

Paša katla jaudu nosaka pēc šādas formulas:

Wboiler = (Sroom*Wshare) / 10,

Kur:

• Vieta - visu telpu platību summa, kurām nepieciešama apkure;
• Wdel — īpatnējā jauda, ​​ņemot vērā atrašanās vietas klimatiskos apstākļus (tāpēc bija jāzina reģiona klimats).

Parasti par dažādām klimatiskajām zonām mums ir šādi dati:

• ziemeļu reģionos — 1,5 — 2 kW/m²;
• centrālā zona — 1 — 1,5 kW/m²;
• dienvidu reģionos — 0,6 — 1 kW/m².

Šie skaitļi ir diezgan patvaļīgi, bet tomēr sniedz skaidru skaitlisku atbildi par vides ietekmi uz dzīvokļa apkures sistēmu.

Šajā kartē redzamas klimata zonas ar dažādiem temperatūras režīmiem. Korpusa atrašanās vieta attiecībā pret zonu nosaka, cik daudz enerģijas jāpatērē, lai apsildītu kvadrātmetru kWatt enerģijas (+)

Dzīvokļa apsildāmās platības apjoms ir vienāds ar dzīvokļa kopējo platību un ir vienāds, tas ir, 65,54-1,80-6,03 = 57,71 m2 (atskaitot balkonu). Īpatnējā katla jauda centrālajam reģionam ar aukstām ziemām ir 1,4 kW/m2. Tādējādi mūsu piemērā apkures katla aprēķinātā jauda ir līdzvērtīga 8,08 kW.

Dzesēšanas šķidruma dinamiskie parametri

Mēs pārietam uz nākamo aprēķinu posmu - dzesēšanas šķidruma patēriņa analīzi. Vairumā gadījumu dzīvokļa apkures sistēma atšķiras no citām sistēmām - tas ir saistīts ar apkures paneļu skaitu un cauruļvada garumu. Spiediens tiek izmantots kā papildu "piedziņas spēks" plūsmai vertikāli caur sistēmu.

Privātajās vienstāvu un daudzstāvu ēkās, vecās paneļu daudzdzīvokļu mājās tiek izmantotas augstspiediena apkures sistēmas, kas ļauj transportēt siltumu izdalošo vielu uz visām sazarotās, daudzgredzenu apkures sistēmas sekcijām un pacelt ūdeni uz visā ēkas augstumā (līdz 14. stāvam).

Gluži pretēji, parastajam 2 vai 3 istabu dzīvoklim ar autonomu apkuri nav tik daudz dažādu sistēmas gredzenu un atzaru, tas ietver ne vairāk kā trīs ķēdes.

Tas nozīmē, ka dzesēšanas šķidrums tiek transportēts, izmantojot dabisko ūdens plūsmas procesu. Bet jūs varat arī izmantot cirkulācijas sūkņi, apkuri nodrošina gāzes/elektrības katls.

Rekomendējam izmantot cirkulācijas sūkni telpu apsildīšanai, kas lielākas par 100 m². Sūkni var uzstādīt gan pirms, gan pēc katla, bet parasti tas tiek uzstādīts uz “atgriešanās” pusi - zemāka šķidruma temperatūra, mazāks gaisīgums, ilgāks sūkņa kalpošanas laiks

Speciālisti apkures sistēmu projektēšanas un uzstādīšanas jomā nosaka divas galvenās pieejas dzesēšanas šķidruma tilpuma aprēķināšanai:

1. Atbilstoši sistēmas faktiskajai jaudai. Bez izņēmuma tiek summēti visi dobumu tilpumi, kuros plūdīs karstā ūdens plūsma: atsevišķu cauruļu posmu, radiatoru sekciju summa utt. Bet šī ir diezgan darbietilpīga iespēja.
2. Atbilstoši katla jaudai. Šeit ekspertu viedokļi stipri atšķiras, daži saka, ka 10, citi 15 litri uz katla jaudas vienību.

No pragmatiskā viedokļa jāņem vērā fakts, ka, iespējams, apkures sistēma ne tikai piegādās istabai karsto ūdeni, bet arī sildīs ūdeni vannai/dušai, izlietnei, izlietnei un žāvētājam, un varbūt arī hidromasāža vai džakuzi. Šī opcija ir vienkāršāka.

Tāpēc šajā gadījumā mēs iesakām iestatīt 13,5 litrus uz jaudas vienību. Reizinot šo skaitli ar katla jaudu (8,08 kW), iegūstam paredzamo ūdens masas tilpumu - 109,08 litrus.

Aprēķinātais dzesēšanas šķidruma ātrums sistēmā ir tieši parametrs, kas ļauj izvēlēties noteiktu apkures sistēmas caurules diametru.

To aprēķina, izmantojot šādu formulu:

V = (0,86*W*k)/t-to,

Kur:

• W — katla jauda;
• t — piegādātā ūdens temperatūra;
• uz — ūdens temperatūra atgaitas kontūrā;
• k — katla efektivitāte (gāzes katlam 0,95).

Aizvietojot aprēķinātos datus formulā, mēs iegūstam: (0,86 * 8080 * 0,95)/80-60 = 6601,36/20 = 330 kg/h.Tādējādi vienā stundā pa sistēmu pārvietojas 330 litri dzesēšanas šķidruma (ūdens), un sistēmas jauda ir aptuveni 110 litri.

Caurules diametra noteikšana

Lai beidzot noteiktu apkures cauruļu diametru un biezumu, atliek apspriest jautājumu par siltuma zudumiem.

Maksimālais siltuma daudzums no telpas iziet caur sienām - līdz 40%, pa logiem - 15%, grīdu - 10%, viss pārējais caur griestiem/jumtu. Dzīvoklim raksturīgi zaudējumi galvenokārt caur logiem un balkonu moduļiem

Apsildāmās telpās ir vairāki siltuma zudumu veidi:

1. Caurules plūsmas spiediena zudums. Šis parametrs ir tieši proporcionāls īpatnējo berzes zudumu reizinājumam caurules iekšpusē (nodrošina ražotājs) un caurules kopējam garumam. Bet, ņemot vērā pašreizējo uzdevumu, šādus zaudējumus var ignorēt.
2. Spiediena zudums pie vietējām cauruļu pretestībām — apkures izmaksas pie armatūras un iekšējām iekārtām. Taču, ņemot vērā problēmas apstākļus, nelielu montāžas līkumu skaitu un radiatoru skaitu, šādus zudumus var neņemt vērā.
3. Siltuma zudumi atkarībā no dzīvokļa atrašanās vietas. Ir vēl viens siltuma izmaksu veids, taču tas vairāk ir saistīts ar telpas atrašanās vietu attiecībā pret pārējo ēku. Parastam dzīvoklim, kas atrodas mājas vidū un atrodas blakus citiem dzīvokļiem pa kreisi/pa labi/augšpusē/apakšā, siltuma zudumi caur sānu sienām, griestiem un grīdu ir gandrīz vienādi ar “0”.

Zaudējumus var ņemt vērā tikai caur dzīvokļa priekšējo daļu - balkonu un koplietošanas telpas centrālo logu. Bet šo problēmu var atrisināt, pievienojot 2-3 sekcijas katram no radiatoriem.

Caurules diametrs tiek izvēlēts atbilstoši dzesēšanas šķidruma plūsmas ātrumam un tā cirkulācijas ātrumam siltumtrasē

Analizējot iepriekš minēto informāciju, ir vērts atzīmēt, ka aprēķinātajam karstā ūdens ātrumam apkures sistēmā ir zināms, ka ūdens daļiņu kustības ātrums attiecībā pret caurules sienu horizontālā stāvoklī ir 0,3-0,7 m/s.

Lai palīdzētu meistaram, mēs piedāvājam tā saukto kontrolsarakstu aprēķinu veikšanai tipiskam apkures sistēmas hidrauliskajam aprēķinam:

• datu vākšana un katla jaudas aprēķināšana;
• dzesēšanas šķidruma tilpums un ātrums;
• siltuma zudumi un caurules diametrs.

Dažreiz, veicot aprēķinus, jūs varat iegūt pietiekami lielu caurules diametru, lai segtu aprēķināto dzesēšanas šķidruma tilpumu. Šo problēmu var atrisināt, palielinot katla darba tilpumu vai pievienojot papildu izplešanās tvertni.

Mūsu vietnē ir rakstu bloks, kas veltīts apkures sistēmas aprēķinam, mēs iesakām izlasīt:

1. Apkures sistēmas termiskais aprēķins: kā pareizi aprēķināt sistēmas slodzi
2. Ūdens sildīšanas aprēķins: formulas, noteikumi, īstenošanas piemēri
3. Ēkas siltumtehniskais aprēķins: specifika un formulas aprēķinu veikšanai + praktiskie piemēri

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Apkures sistēmu dabiskās un piespiedu dzesēšanas šķidruma cirkulācijas sistēmu īpašības, priekšrocības un trūkumi:

Apkopojot hidrauliskos aprēķinus, tika iegūti topošās apkures sistēmas specifiskie fizikālie raksturlielumi.

Protams, šī ir vienkāršota aprēķinu shēma, kas sniedz aptuvenus datus par tipiska divistabu dzīvokļa apkures sistēmas hidrauliskajiem aprēķiniem.

Vai jūs pats mēģināt veikt apkures sistēmas hidraulisko aprēķinu? Vai varbūt jūs nepiekrītat iesniegtajam materiālam? Mēs gaidām jūsu komentārus un jautājumus - atsauksmju bloks atrodas zemāk.