Hydrauliczne obliczanie systemów grzewczych. Ogrzewanie w prywatnym domu

Nowoczesny system grzewczy jest dowodem zupełnie nowego podejścia do jego regulacji. Do tej pory nie jest to wstępna korekta przed uruchomieniem systemu z odciążeniem następnego hydraulicznego trybu pracy. Nowoczesne ogrzewanie w prywatnym domu w procesie pracy ma stale zmieniający się reżim termalny. To, co wymaga sprzętu, to nie tylko śledzenie zmian w ogrzewaniu pomieszczenia, ale także poprawne ich reagowanie.

Warunki skutecznego działania systemu

Są pewne punkty, których przestrzeganie zapewni wysoką jakość i skuteczność działania systemu grzewczego:

• Doprowadzenie środka przenoszącego ciepło do urządzeń grzewczych powinno odbywać się w ilościach, które zapewnią równowagę cieplną pomieszczenia, podlegając ciągle zmieniającej się temperaturze zewnętrznej iw zależności od reżimu temperatury ustalonego przez właściciela.
• Zmniejszenie kosztów, w tym energii, w celu przezwyciężenia oporu hydraulicznego.
• Zmniejszenie kosztów materiałowych przy instalacji systemu grzewczego, które również zależy od średnicy rurociągów.
• Niski poziom hałasu, stabilność i niezawodność urządzeń grzewczych.

Jak poprawnie obliczyć system grzewczy

Aby obliczyć ogrzewanie w prywatnym domu, musisz znać ilość potrzebnego ciepła. W tym celu straty ciepła w całym domu obliczane są w sezonie ciepłym i zimnym. Obejmuje to utratę ciepła przez okno, drzwi, zamkniętych struktur , itp. Są to dość żmudne obliczenia. Ogólnie przyjmuje się, że średnio źródło ciepła powinno wytwarzać 10 kW na 100 m ² ogrzewanej powierzchni.

System ogrzewania jest rozumiany jako wzajemne powiązania między zestawem urządzeń: rurociągów, pomp, urządzeń odcinających i regulacyjnych, środków sterujących i automatyki do przesyłania ciepła z źródła bezpośrednio do pomieszczenia.

Typy kotłów grzewczych

Przed dokonaniem hydraulicznej kalkulacji systemów grzewczych należy wybrać prawidłowy kocioł (źródło ciepła). Istnieją następujące typy kotłów: elektryczne, gazowe, stałe paliwo, połączone i inne. Wybór w większości przypadków zależy od paliwa przeważającego w obszarze zamieszkania.

Kocioł elektryczny

Ze względu na problemy z podłączeniem zasilania i dość wysoką ceną energii elektrycznej, urządzenie nie znalazło szerokiej dystrybucji.

Gaz kotłowy

Aby zainstalować taki kocioł, wcześniej wymagane było specjalne oddzielne pomieszczenie (kotłownia). Obecnie dotyczy to wyłącznie urządzeń z otwartą komorą spalania. Podobna opcja jest najczęściej stosowana w miejscach zgazowania.

Kocioł na paliwo stałe

Z względną dostępnością paliwa ten sprzęt nie jest zbyt popularny. W trakcie jego eksploatacji występują pewne niedogodności. W ciągu dnia konieczne jest kilkakrotne piec. Ponadto, reżim przekazywania ciepła ma charakter cykliczny. Zastosowanie tych kotłów ułatwia (zmniejszając liczbę pieców) poprzez użycie termicznego cylindra lub paliwa o wysokiej temperaturze spalania, dzięki czemu czas spalania jest zwiększony ze względu na kontrolowany dopływ powietrza. Można to zrobić również za pomocą akumulatorów wody, do których podłączone jest centralne ogrzewanie.

Wymagane parametry do obliczania mocy

• _Wd jest specyficzną mocą źródła ciepła (kotła) na powierzchnię budynku 10 m ² , biorąc pod uwagę warunki klimatyczne regionu.
• S jest obszarem ogrzewanej sali.

Są też ogólnie akceptowane wartości określonej mocy, które zależą od strefy klimatycznej:

• W _ud = 0,7-0,9 dla regionu południowego.
• W _ud = 1,2-1,5 dla dzielnicy centralnej.
• W _ud = 1,5-2,0 – dla regionu północnego.

Wzór mocy kotła

Przed przystąpieniem do tak odpowiedzialnego zdarzenia, jak hydrauliczne obliczanie systemów grzewczych, należy ustalić moc źródła ciepła według następującego wzoru:

W _cat = S × W _ud / 10.

Dla wygody obliczeń przyjmujemy średnią wartość _Wd na 1 kW, więc 10 kW to 100 m ² ogrzewanej powierzchni. W rezultacie system instalacji ogrzewania będzie zależeć od powierzchni domu.

W innych przypadkach wymuszony obieg płynu chłodzącego jest wykorzystywany za pomocą pomp obiegowych.

System dwururowy

Jest to klasyczna wersja systemu grzewczego, która przez dłuższy czas okazała się najlepsza. Obliczanie hydrauliczne instalacji grzewczej dwururowej zostanie rozważone poniżej. Dlaczego tak się nazywa? Chodzi o to, że podstawą projektowania inżynierskiego była instalacja kilku rurociągów przez podłogi budynku. Na wszystkich kondygnacjach podłączono jedno urządzenie do ogrzewania z jednym pionowym podgrzewaczem wody, a zimna woda z grzejnika weszła do rurociągu.

W rezultacie chłodziwo, które jeszcze nie ochłodziło się od pierwszego urządzenia, weszło do urządzenia, które znajdowało się pod podłogą, a cyrkulująca ciecz miała taką samą temperaturę jak w pierwszym. W ten sposób temperatura płynu chłodzącego w rurociągach pierwszej i ostatniej była identyczna – oznacza to, że wymiana ciepła była taka sama.

System ogrzewania dwururowego – zalety

Centralne ogrzewanie w prywatnym domu z systemem dwururowym ma następujące zalety:

• Na każdej ogrzewanej podłodze zapewnione jest jednolite ogrzewanie wszystkich urządzeń.
• W porównaniu z systemem jednorurowym można nagrzewać znacznie więcej pokoi.
• Regulacja temperatury w każdym pokoju.

Kalkulacja i działalność graficzna

Dokonując kompleksowego obliczania hydraulicznego systemów grzewczych, konieczne jest przede wszystkim wykonanie kilku wstępnych czynności:

1. Określono bilans cieplny ogrzewanej struktury.
2. Wybiera się typ urządzeń grzewczych, po których są rozmieszczone schematycznie na planie podłogi.
3. Ponadto podjęto decyzję o zlokalizowaniu wszystkich jednostek grzewczych, typu i materiałów rurociągów, urządzeń regulujących i blokujących.
4. Aby dokonać hydraulicznej kalkulacji układów grzewczych, konieczne będzie narysowanie schematu w aksonometrii wskazującej obciążenia projektowe i długości przekrojów.
5. Pierścień główny jest zdefiniowany jako segment zamknięty, który zawiera serwo rozmieszczone sekcje rurociągów o maksymalnym natężeniu przepływu nośnika ciepła ze źródła ciepła do najbardziej oddalonego urządzenia grzewczego.

W przypadku sekcji projektowej przyjmuje się taki, który ma stały przepływ chłodziwa i ten sam przekrój poprzeczny.

Przykład hydraulicznej kalkulacji systemu grzewczego

W obliczonym segmencie obciążenie cieplne jest równe strumieniu ciepła, który musi być przesyłany na przewodzie zasilającym, a na odwrocie już przekazał cyrkulującą ciecz, która przechodzi przez ten odcinek.

Natężenie przepływu nośnika ciepła Gi _{– j} , kg / h oblicza się według następującego wzoru:

G _{i – j} = 0,86 × Qi _{– j} / (t2-t0), gdzie

G _{i – j} jest ilością ciepła w obliczonym przedziale ij;

T2-t0 to odpowiednio obliczone temperatury cieczy gorących i zimnych.

Jak wybrać średnicę rurociągów

Aby zmniejszyć koszty pokonania oporu podczas przepływu płynu obiegowego, średnice rurociągu powinny znajdować się w minimalnej prędkości nośnika ciepła, co jest konieczne do usuwania pęcherzyków powietrza, które przyczyniają się do wyglądu zatyczek powietrznych. Aby je zmniejszyć, średnica rurociągu jest zmniejszona do wartości minimalnej, co nie prowadzi do hałasu hydraulicznego w zaworze i przewodach rurowych systemu.

Wszystkie rurociągi produkcyjne są podzielone na polimer i metal. Pierwsze są bardziej trwałe, drugie – mechanicznie bardziej trwałe. Jakie rury stosowane w systemie ogrzewania zależą od indywidualnych charakterystyk.

Hydrauliczne obliczenia systemu grzewczego – program

Biorąc pod uwagę ilość roboty, która ma być wykonana na etapie projektowania, możesz używać wyspecjalizowanego oprogramowania.

Korzystając z danych początkowych program wykonuje automatyczny dobór rurociągów o wymaganej średnicy, wstępnie ustawia zawory regulacyjne i wyważające, zawory termostatyczne i regulatory automatyczne w systemie grzewczym. Ponadto program może niezależnie oszacować wielkość potrzebnych urządzeń grzewczych.