Hydraulische Berechnung der Heizungsanlage + Flächenberechnung

Heizung auf der Grundlage der Zirkulation von heißem Wasser - die häufigste Option für die Einrichtung eines Privathauses. Für eine kompetente Entwicklung des Systems sind vorläufige Ergebnisse der Analyse erforderlich, die sogenannten Hydraulische Berechnung der Heizungsanlage, die den Druck auf alle Teile des Netzes mit den Durchmessern verknüpft Rohre.

Dieser Artikel beschreibt detailliert die Berechnungsmethode. Um den Algorithmus der Aktionen besser zu verstehen, haben wir das Berechnungsverfahren anhand eines speziellen Beispiels überprüft.

Bei Einhaltung der beschriebenen Reihenfolge ist es möglich, den optimalen Durchmesser der Leitung und die Anzahl der Erhitzungen zu bestimmen Geräte, Kesselleistung und andere Systemparameter, die für die Zusammenstellung einer effektiven Person erforderlich sind Wärmeversorgung.

Das Konzept der hydraulischen Berechnung

Der bestimmende Faktor bei der technologischen Entwicklung von Heizsystemen ist die übliche Energieeinsparung. Der Wunsch zu sparen macht Sie vorsichtiger bei der Gestaltung, Auswahl der Materialien, Methoden für die Installation und den Betrieb der Heizung für das Haus.

Wenn Sie sich daher für ein einzigartiges und vor allem wirtschaftliches Heizsystem für Ihre Wohnung oder Ihr Haus entscheiden, empfehlen wir Ihnen, die Berechnungs- und Planungsregeln zu lesen.

Bevor Sie die hydraulische Berechnung des Systems definieren, müssen Sie das einzelne System klar und deutlich verstehen die heizung der wohnung und des hauses ist bedingt wesentlich höher im vergleich zur zentralheizung einer großen anlage Gebäude.

Das persönliche Heizsystem basiert auf einem grundlegend anderen Ansatz für die Konzepte von Wärme und Energie.

Es reicht aus, diese Systeme anhand der folgenden Parameter trivial zu vergleichen.

1. Die Zentralheizung (Kesselhaus-Wohnung) basiert auf Standard-Energieträgern - Kohle, Gas. In einem autonomen System können Sie nahezu jeden Stoff mit einer hohen spezifischen Verbrennungswärme oder eine Kombination aus mehreren flüssigen, festen und körnigen Stoffen verwenden.
2. DSP basiert auf gewöhnlichen Elementen: Metallrohren, „plumpen“ Batterien, Absperrventilen. Mit dem individuellen Heizsystem können Sie eine Vielzahl von Elementen kombinieren: mehrteilige Heizkörper mit guter Wärmeableitung, High-Tech-Thermostate, verschiedene Arten von Rohren (PVC und Kupfer), Hähne, Stopfen, Armaturen und natürlich sparsamere Kessel, Umwälzpumpen.
3. Wenn Sie die Wohnung eines typischen Plattenhauses betreten, das vor 20-40 Jahren gebaut wurde, sehen wir, dass die Heizung auf ein 7-teiliges System zurückzuführen ist Batterien unter dem Fenster in jedem Raum der Wohnung sowie ein senkrechtes Rohr durch das gesamte Haus (Steigrohr), mit dem Sie mit Ihren Nachbarn „kommunizieren“ können oben / unten. Unabhängig davon, ob es sich um eine autonome Heizungsanlage (ASO) handelt - Sie können unter Berücksichtigung der individuellen Wünsche der Mieter der Wohnung eine Anlage beliebiger Komplexität aufbauen.
4. Im Gegensatz zu DSP berücksichtigt ein separates Heizsystem eine eindrucksvolle Liste von Parametern, die sich auf die Übertragung, den Energieverbrauch und den Wärmeverlust auswirken. Umgebungstemperaturbedingungen, der erforderliche Temperaturbereich in den Räumen, die Fläche und das Volumen des Raumes, die Anzahl der Fenster und Türen, der Zweck der Räume usw.

Somit ist die hydraulische Berechnung des Heizungssystems (GDF) eine bedingte Menge von berechneten Eigenschaften der Heizungsanlage, die umfassende Informationen zu Parametern wie liefert Rohrdurchmesser Anzahl der Heizkörper und Ventile.

ГРСО ermöglicht die Auswahl der richtigen Wasserringpumpe (Heizkessel) für den Transport von heißem Wasser zu den letzten Elementen der Heizungsanlage (Heizkörper) und haben letztendlich das ausgewogenste System, was sich direkt auf die finanziellen Investitionen in die Beheizung der Wohnung auswirkt.

Die Reihenfolge der Rechenschritte

In Bezug auf die Berechnung des Heizsystems stellen wir fest, dass dieses Verfahren das zweideutigste und konstruktiv wichtigste ist.

Bevor Sie die Berechnung durchführen, müssen Sie eine vorläufige Analyse des zukünftigen Systems durchführen, zum Beispiel:

• stellen Sie die Wärmebilanz in allen und speziell in jedem Raum der Wohnung ein;
• genehmigen Temperaturregler, Ventile und Druckregler;
• Wählen Sie Heizkörper, Wärmeübertragungsflächen, Wärmeübertragungsplatten;
• Bereiche der Anlage mit maximalem und minimalem Wärmeträgerverbrauch identifizieren.

Darüber hinaus muss das allgemeine Schema für den Kühlmitteltransport festgelegt werden: ein vollständiger und ein kleiner Kreislauf, Einrohrsystem oder Doppelrohr.

Als Ergebnis der Hydraulikberechnung erhalten wir mehrere wichtige Eigenschaften des Hydrauliksystems, die Antworten auf die folgenden Fragen liefern:

• Welche Leistung soll die Heizquelle haben?
• Was ist die Durchflussrate und Geschwindigkeit des Kühlmittels;
• Was ist der Durchmesser der Hauptleitung der Wärmeleitung?
• Was sind die möglichen Wärmeverluste und die Masse des Kühlmittels.

Ein weiterer wichtiger Aspekt der hydraulischen Berechnung ist das Ausgleichen (Verknüpfen) aller Teile (Zweige) des Systems unter extremen thermischen Bedingungen unter Verwendung von Steuergeräten.

Die geschätzte Fläche der Rohrleitung ist ein Abschnitt mit einem konstanten Leitungsdurchmesser und einem unveränderlichen Warmwasserdurchfluss, der durch die Formel für den Wärmehaushalt der Räume bestimmt wird. Die Aufzählung der Auslegungszonen beginnt bei der Pumpe oder Wärmequelle.

Beispiel Anfangsbedingungen

Für eine genauere Erläuterung aller Details der hydraulischen Fehlkalkulation nehmen wir ein konkretes Beispiel des üblichen Wohnraums. Wir haben eine klassische 2-Zimmer-Wohnung eines Plattenhauses mit einer Gesamtfläche von 65,54 m²welches zwei Räume, eine Küche, eine unterschiedliche Toilette und ein Badezimmer, einen doppelten Flur, einen Doppelbalkon mit einschließt.

Nach der Inbetriebnahme erhielt die folgende Informationen über die Bereitschaft der Wohnung. Die beschriebene Wohnung umfasst Wände mit monolithischen Stahlbetonkonstruktionen, die mit Putz und Grundierung behandelt wurden. doppelt verglaste Fenster mit Profil, gemauerte Innentüren, Keramikfliesen auf dem Boden das Badezimmer.

Darüber hinaus ist das vorgestellte Gehäuse bereits mit Kupferkabeln, Verteilern und einem separaten Wächter, Gasherd, Bad, Waschbecken, WC, Handtuchwärmer, Waschbecken ausgestattet.

Und vor allem in den Wohnräumen, im Bad und in der Küche gibt es bereits Aluminiumheizkörper. Die Frage nach den Rohren und dem Kessel bleibt offen.

Wie Daten gesammelt werden

Die hydraulische Berechnung des Systems basiert größtenteils auf Berechnungen, die sich auf die Berechnung der Erwärmung über den Raum beziehen.

Daher sind folgende Angaben erforderlich:

• die Fläche jedes einzelnen Raumes;
• Abmessungen der Fenster- und Türverbinder (Innentüren haben praktisch keinen Einfluss auf den Wärmeverlust);
• klimatische Bedingungen, Merkmale der Region.

Wir gehen von folgenden Daten aus. Gemeinschaftsraum - 18,83 m²Schlafzimmer - 14,86 m²Küche - 10,46 m², Balkon - 7,83 m² (Summe), Korridor - 9,72 m² (Anzahl) Badezimmer - 3,60 m², Toilette - 1,5 m². Eingangstüren - 2,20 m², Schaufenster des Gemeinschaftsraums - 8,1 m²Schlafzimmerfenster - 1,96 m²Küchenfenster - 1,96 m².

Die Höhe der Wände der Wohnung beträgt 2 Meter 70 cm. Die Außenwände bestehen aus Beton der Klasse B7 plus 300 mm dickem Innenputz. Innenwände und Trennwände - Lager 120 mm, normal - 80 mm. Der Boden und dementsprechend die Decke von Betonplatten der Klasse B15 mit einer Dicke von 200 mm.

Was ist mit der Umwelt? Die Wohnung befindet sich in dem Haus, das sich mitten in der Nachbarschaft einer kleinen Stadt befindet. Die Stadt liegt in einem bestimmten Tiefland, die Höhe über dem Meeresspiegel beträgt 130-150 m. Das Klima ist mäßig kontinental mit kühlen Wintern und eher warmen Sommern.

Durchschnittliche Jahrestemperatur + 7,6 ° C Die durchschnittliche Januar-Temperatur beträgt -6,6 ° C, Juli + 18,7 ° C. Der Wind hat eine Geschwindigkeit von 3,5 m / s, eine durchschnittliche Luftfeuchtigkeit von 74% und eine Niederschlagsmenge von 569 mm.

Bei der Analyse der klimatischen Bedingungen in der Region ist zu beachten, dass es sich um einen großen Temperaturbereich handelt, der sich wiederum auf die besonderen Anforderungen an die Anpassung der Heizungsanlage der Wohnung auswirkt.

Wärmeerzeugerleistung

Eine der Hauptkomponenten des Heizsystems ist der Kessel: elektrisch, gasförmig, kombiniert - in diesem Stadium spielt es keine Rolle. Da uns seine Haupteigenschaft wichtig ist - Leistung, also die Menge an Energie pro Zeiteinheit, die für die Heizung aufgewendet wird.

Die Leistung des Kessels selbst wird durch die folgende Formel bestimmt:

Wotla = (Raum) W / 10,

wo:

• Zimmer - die Summe der Flächen aller Räume, die beheizt werden müssen;
• Woode - spezifische Leistung unter Berücksichtigung der klimatischen Bedingungen des Standorts (daher war es erforderlich, das Klima der Region zu kennen).

Das ist charakteristisch, für verschiedene Klimazonen liegen uns folgende Daten vor:

• nördlichen Gebieten - 1,5 - 2 kW / m²;
• zentrale Zone - 1 - 1,5 kW / m²;
• südliche Regionen - 0,6 - 1 kW / m².

Diese Zahlen sind ziemlich willkürlich, geben jedoch eine eindeutige numerische Antwort bezüglich des Einflusses der Umgebung auf das Heizsystem der Wohnung.

Die Summe der zu beheizenden Fläche der Wohnung entspricht der Gesamtfläche der Wohnung und entspricht 65,54-1,80-6,03 = 57,71 m2 (abzüglich des Balkons). Die spezifische Leistung des Kessels für die Zentralregion mit einem kalten Winter beträgt 1,4 kW / m2. In unserem Beispiel entspricht die berechnete Leistung des Heizkessels also 8,08 kW.

Dynamische Parameter des Kühlmittels

Wir fahren mit der nächsten Berechnungsstufe fort - der Analyse des Kühlmittelverbrauchs. In den meisten Fällen unterscheidet sich die Wohnungsheizung von anderen Systemen - dies liegt an der Anzahl der Heizpaneele und der Länge der Rohrleitung. Druck wird als zusätzliche „treibende Kraft“ verwendet, die vertikal durch das System fließt.

In privaten ein- und mehrstöckigen Gebäuden, alten Plattenwohngebäuden, werden Hochdruckheizungen eingesetzt, die es ermöglichen transportiere Wärme zu allen Teilen einer verzweigten Mehrringheizung und hebe das Wasser auf seine volle Höhe (bis zum 14 Stock) Gebäude.

Im Gegensatz dazu hat eine typische 2- oder 3-Zimmer-Wohnung mit unabhängiger Heizung nicht so viele Ringe und Zweige des Systems, dass sie nicht mehr als drei Stromkreise umfasst.

Dies bedeutet, dass der Transport des Kühlmittels durch den natürlichen Prozess des Wasserflusses erfolgt. Sie können aber auch verwenden UmwälzpumpenDie Beheizung erfolgt durch einen Gas- / Elektrokessel.

Experten auf dem Gebiet der Planung und Installation von Heizungssystemen definieren zwei Hauptansätze für die Berechnung des Kühlmittelvolumens:

1. Entsprechend der tatsächlichen Kapazität des Systems. Alle Hohlraumvolumina werden ausnahmslos dort aufsummiert, wo der Heißwasserstrom fließt: die Summe der einzelnen Rohrabschnitte, Heizkörperabschnitte usw. Dies ist jedoch eine recht zeitaufwendige Option.
2. Durch die Kesselleistung. Hier gingen die Meinungen der Experten sehr stark auseinander, manche sagen 10, die anderen 15 Liter pro Kesselleistungseinheit.

Aus pragmatischer Sicht ist zu berücksichtigen, dass die Heizungsanlage wahrscheinlich nicht nur heiß dient Wasser für den Raum, sondern auch das Wasser für die Badewanne / Dusche, Waschbecken, Waschbecken und Trockner, und vielleicht für Hydromassage oder zu erwärmen Whirlpool Diese Option ist einfacher.

In diesem Fall empfehlen wir daher den Einbau von 13,5 Litern pro Leistungseinheit. Multipliziert man diese Zahl mit der Leistung des Kessels (8,08 kW), so erhält man das berechnete Volumen der Wassermasse - 109,08 Liter.

Die berechnete Geschwindigkeit des Kühlmittels im System ist genau der Parameter, mit dem Sie einen bestimmten Rohrdurchmesser für das Heizsystem auswählen können.

Es wird nach folgender Formel berechnet:

V = (0,86 · W · k) / t-to,

wo:

• W - Kesselleistung;
• t - Temperatur des zugeführten Wassers;
• zu - Wassertemperatur im Rücklauf;
• k - Kesselwirkungsgrad (0,95 für einen Gaskessel).

Einsetzen der berechneten Daten in die Formel ergibt: (0,86 · 8080 · 0,95) / 80-60 = 6601,36 / 20 = 330 kg / h. Somit werden in einer Stunde 330 l Kühlmittel (Wasser) im System bewegt, und die Kapazität des Systems beträgt ungefähr 110 l.

Bestimmung des Rohrdurchmessers

Für die endgültige Bestimmung des Durchmessers und der Dicke der Heizungsrohre bleibt noch die Frage des Wärmeverlusts zu erörtern.

Es gibt verschiedene Arten von Wärmeverlusten in beheizten Räumen:

1. Druckverlust im Rohr. Dieser Parameter ist direkt proportional zum Produkt des spezifischen Reibungsverlusts im Rohr (vom Hersteller angegeben) und der Gesamtrohrlänge. Angesichts der aktuellen Aufgabe können solche Verluste jedoch ignoriert werden.
2. Druckverlust bei lokalen Rohrwiderständen - die Wärmekosten an den Armaturen und im Geräteinneren. Unter den gegebenen Bedingungen des Problems, einer geringen Anzahl von Armaturen und der Anzahl von Heizkörpern können solche Verluste vernachlässigt werden.
3. Wärmeverlust abhängig von der Lage der Wohnung. Es gibt eine andere Art von Wärmekosten, die sich jedoch eher auf die Lage des Raums im Verhältnis zum Rest des Gebäudes beziehen. Bei einer normalen Wohnung, die sich in der Mitte des Hauses befindet und mit anderen Wohnungen links / rechts / oben / unten angrenzt, sind die Wärmeverluste durch die Seitenwände, die Decke und den Boden fast gleich „0“.

Verluste können nur über den vorderen Teil der Wohnung - den Balkon und das zentrale Fenster des Gemeinschaftsraums - berücksichtigt werden. Diese Frage wird jedoch durch die Hinzufügung von 2-3 Abschnitten zu jedem der Heizkörper abgeschlossen.

Bei der Analyse der obigen Informationen ist zu beachten, dass für die berechnete Geschwindigkeit des Warmwassers in der Heizungsanlage bekannte tafelförmige Bewegungsgeschwindigkeit von Wasserteilchen relativ zur Rohrwand in horizontaler Lage von 0,3-0,7 m / s.

Um dem Meister zu helfen, präsentieren wir die sogenannte Checkliste zur Durchführung von Berechnungen für eine typische hydraulische Berechnung einer Heizungsanlage:

• Datenerfassung und Berechnung der Kesselleistung;
• Volumen und Geschwindigkeit des Kühlmittels;
• Wärmeverlust und Rohrdurchmesser.

Manchmal kann es während einer Fehlberechnung zu einem ausreichend großen Rohrdurchmesser kommen, um das berechnete Volumen des Kühlmittels abzudecken. Dieses Problem kann durch Erhöhen der Verdrängung des Kessels oder Hinzufügen eines zusätzlichen Ausdehnungsgefäßes gelöst werden.

Auf unserer Website gibt es einen Artikelblock, der sich mit der Berechnung der Heizungsanlage befasst. Wir empfehlen Ihnen, Folgendes zu lesen:

1. Thermische Berechnung des Heizsystems: Wie wird die Belastung des Systems korrekt berechnet?
2. Berechnung der Warmwasserbereitung: Formeln, Regeln, Umsetzungsbeispiele
3. Wärmetechnische Berechnung eines Gebäudes: Spezifität und Formeln für die Durchführung von Berechnungen + praktische Beispiele

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Merkmale, Vor- und Nachteile natürlicher und forcierter Kühlmittelkreisläufe für Heizungsanlagen:

Zusammengefasst mit den gesamten hydraulischen Berechnungen ergaben sich spezifische physikalische Eigenschaften des zukünftigen Heizsystems.

Natürlich handelt es sich um ein vereinfachtes Berechnungsschema, das ungefähre Angaben zur hydraulischen Berechnung für die Heizungsanlage einer typischen Zweizimmerwohnung enthält.

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