Гідравлічний розрахунок системи опалення
Проживання в більшості регіонів країни змушує подбати про якісне, надійне і ефективне опалення власного будинку. Традиційно для багатоквартирних будинків використовується централізоване опалення, проте останнім часом стали популярні автономні системи, які передбачають установку всіх елементів замкнутого контуру від котла до радіаторів в межах однієї квартири.
Приватні будинки не мають централізованого теплопостачання, тому в них установка автономної системи опалення є невід’ємним атрибутом житла. Як для автономних систем в квартирах, так і для приватного сектора потрібно грамотний гідравлічний розрахунок системи опалення. Такий підхід забезпечить розумну збалансованість у використанні матеріалів і отримання бажаного результату у вигляді достатньої температури в приміщенні.
Упорядкування даних
Щоб правильно провести гідравлічний розрахунок системи опалення, потрібно розібратися в основних термінах. Це забезпечить розуміння процесів, що відбуваються всередині системи. Наприклад, збільшення швидкості теплоносія може привести до паралельного збільшення гідравлічного опору в трубопроводі.
При збільшенні витрати теплоносія з урахуванням трубопроводу встановленого діаметра швидкість проходження теплоносія збільшиться, а гідрорезистентність збільшиться. Зі збільшенням трубопроводу знижується швидкість руху води в ньому, а також тиск в результаті тертя.
Принцип роботи системи з природною циркуляцією
У більшості традиційних систем опалення, для яких прийнято проводити гідравлічний розрахунок нагріву, присутні такі обов’язкові елементи:
- джерело теплової енергії;
- магістральний трубопровід;
- гідравлічна арматура, як запірна, так і регулююча;
- опалювальні прилади у вигляді радіаторів.
Кожен з елементів має свої гідравлічні характеристики, які беруться у вигляді вхідних даних для гідравлічного розрахунку системи опалення через онлайн-калькулятор.
Допомагають отримати практичні дані і номограми від виробників. Деякі з них свідчать про зниження тиску в трубах, виходячи з 1 м довжини. Тут можна побачити взаємозв’язок фізичних характеристик від гідравлічних значень.
Чому необхідно провести розрахунок
Сучасні системи опалення в більшості випадків використовують нові технології і матеріали, для яких виробники передбачили режими роботи з більшою ефективністю. Також сучасні системи здатні здійснювати контроль температури практично на будь-якій стадії і на будь-якій ділянці контурів.
ВІДЕО: Гідравлічний розрахунок системи опалення в програмі VALTEC. ПГГ
Використання вдосконаленої системи забезпечить зниження енергоспоживання опалення. Такий підхід дозволить підвищити ефективність його використання. Бажано для розрахунків і установки використовувати більш досвідчених помічників, які допомагають врахувати безліч нюансів:
- рівномірний розподіл нагрітого теплоносія між елементами можливо тільки при правильній установці з дотриманням фізичних законів термодинаміки;
- зниження опору при русі рідини призводить до мінімізації експлуатаційних витрат;
- збільшення діаметра магістральних труб тягне за собою збільшення вартості системи;
- крім надійності і безпеки, необхідно забезпечити безшумність, яка залежить від правильності монтажу.
Результатом гідравлічного розрахунку системи опалення, приклад розрахунку буде далі, стане отримання наступних значень:
- значення діаметра труб, які будуть використовуватися на тій чи іншій ділянці опалювальної системи;
- гідропідтримуваність в різних частинах системи;
- різновид гідравлічної зв’язки всіх точок;
- параметр тиску і витрати гарячої води в системі.
Давайте розберемо приклад
Схема імовірно складається з десяти радіаторів потужністю 1 кВт. Сегмент конструкції буде представлений у вигляді труби, розташованої між радіатором і джерелом тепла (котлом). Мається на увазі, що на ділянці є труба однакового діаметру.
На першому етапі розраховується витіснення 10 кВт теплової енергії, а в другій ситуації в розрахунок буде включено 9 кВт для забезпечення поступового зниження значення. Гідрорезистентність зазвичай розраховується як для подачі, так і для повернення.
Основна формула для розрахунки в однотрубній схемі проектної ділянки по витраті теплоносія зазвичай приймаються наступним чином:
|
Ruch=(3.6*Tud)/(w*(th-t c)) |
який містить такі значення:
- Tuch – величина в ватах теплового навантаження ділянки;
- w – константа, що позначає питому теплоємність води;
- th – температурне значення нагрітого теплоносія в підвідному трубопроводі;
- tc – значення температури теплоносія, що охолоджується в зворотному трубопроводі.
Автоматизувати процес допомагають різні програми для розрахунку системи опалення, скачати їх можна безкоштовно на багатьох сайтах.
Значення швидкості води і втрати тиску тертя
|
Розташування трубопроводу |
Швидкість води, м/с |
Втрата тиску, Па/м |
|
У приміщенні (стояки, радіатори, опалювальні прилади) |
0,4-0,7 |
50-110 |
|
Усередині житлових будинків (підвали, розподільні трубопроводи) |
0,9-1,7 |
110-210 |
|
Всередині виробничих і промислових комплексів |
1,1-2,2 |
110-260 |
Для розрахунків також знадобляться такі дані:
- опалювальні прилади підходять за типом, розміри яких бажано накреслити на підготовленому плані;
- вибираються труби, їх тип і діаметр;
- тепловий баланс в приміщеннях, підготовлених до установки опалення в них;
- здійснюється підбір запірної арматури, при цьому необхідно опрацювати положення всіх складових елементів, обох клапанів і розташування кілка;
- замкнутий цикл потрібно буде виявити на плані.
- сепараційні або обхідні клапани;
- значення діаметрів труб на окремих ділянках;
- розмір гідравлічної стійки і балансирного клапана;
- регулюючі клапани, встановлені на стояках і вкладишах.
Величина перепадів тиску
Розрахунок перепадів тиску також є пріоритетним питанням при монтажі опалення. На відмінності впливає наявність наступних факторів:
Схема опалення повинна містити розрахункову теплове навантаження для кожного з опалювальних приладів. При установці не одного споживача потрібно розділити загальне навантаження між усіма елементами.
ВІДЕО: Практичне заняття з гідравлічного розрахунку системи опалення
