Verwarming op basis van de circulatie van warm water - de meest gebruikelijke optie voor het regelen van een privéwoning. Voor een competente ontwikkeling van het systeem is het noodzakelijk om voorlopige resultaten van de analyse te hebben, de zogenaamde hydraulische berekening van het verwarmingssysteem, waarbij de druk op alle delen van het netwerk wordt gekoppeld aan diameters pijpen.
Dit artikel beschrijft in detail de berekeningsmethode. Om het algoritme van acties beter te begrijpen, hebben we de berekeningsprocedure beoordeeld aan de hand van een specifiek voorbeeld.
Vaststellend op de beschreven volgorde, zal het mogelijk zijn om de optimale diameter van de lijn, het aantal verwarming, te bepalen apparaten, ketelvermogen en andere systeemparameters die nodig zijn voor het regelen van een effectief individu warmtetoevoer.
Inhoud van het artikel:
- Het concept van hydraulische berekening
- De volgorde van berekeningsstappen
- Voorbeeld beginvoorwaarden
- Hoe gegevens worden verzameld
- Het vermogen van de warmtegenerator
- Dynamische parameters van het koelmiddel
- Bepaling van de diameter van de buis
- Conclusies en nuttige video over het onderwerp
Het concept van hydraulische berekening
De bepalende factor in de technologische ontwikkeling van verwarmingssystemen is de gebruikelijke besparing op energie geworden. De wens om te sparen maakt u zorgvuldiger nadering van het ontwerp, de keuze van materialen, de wijze van installatie en de werking van verwarming voor thuis.
Daarom raden we u aan de regels voor berekening en ontwerp te lezen als u besluit om een uniek en eersteklas economisch verwarmingssysteem voor uw appartement of huis te maken.
Afbeeldingengalerij
foto van de
De werking van het warmtenet bestaat uit het overdragen van de berekende hoeveelheid warmte-energie naar de apparaten die warmte aan de consument overdragen.
De taak van de hydraulische berekening is de selectie van leidingen die zorgen voor minimaal warmteverlies tijdens de doorvoer van koelvloeistof via een uitgebreid verwarmingsnetwerk
De hoeveelheid thermische energie die wordt overgedragen naar de apparaten hangt af van het warmteverbruik en van het temperatuurverschil tijdens het koelen van het koelmiddel. In tweepijpscircuits zijn de circuits gericht op het temperatuurverschil in alle apparaten
Bij het uitvoeren van een hydraulische berekening voor een eenpijpsysteem, wordt het temperatuurverschil over alle risers als referentiepunt genomen.
Het doel van de berekening is de selectie van leidingen waardoor het berekende koelmiddeldebiet kan circuleren. Pijpen worden meestal opgepakt volgens het gepresenteerde assortiment, daarom is er altijd een fout in de berekeningen.
De stroomsnelheid van het koelmiddel bij de productie van de berekening is niet vooraf vastgelegd, maar wordt bepaald door de drukparameters in alle ringen van het systeem te koppelen
Allereerst worden berekeningen uitgevoerd op de hoofdcirculatiering. Het is verdeeld in secties en berekent de stroomsnelheid van het koelmiddel en drukverlies, gericht op wrijving bij het verplaatsen van water of stoom langs de contour
Na het bepalen van de parameters van de hoofdcirculatiering, worden vergelijkbare berekeningen uitgevoerd voor de secundaire ringen. Volgens de resultaten van het circuleren in alle delen van het systeem, selecteert u de diameter van de buis om de druk in alle componenten van het netwerk te balanceren
Autonoom verwarmingsnetwerk
De complexiteit van verwarmingssystemen
Leidraad voor de berekening van tweepijpsystemen
Oriëntatiepunt voor de berekening van systemen met één pijp
Specifieke berekening voor verwarming
Loopback-systeem
Eerste stappen in de berekening
Berekening voor secundaire ringen
Alvorens de hydraulische berekening van het systeem te definiëren, is het noodzakelijk om duidelijk en duidelijk te begrijpen dat het individuele systeem verwarming van het appartement en het huis is voorwaardelijk veel hoger ten opzichte van de centrale verwarming van een groot gebouw.
Persoonlijk verwarmingssysteem is gebaseerd op een fundamenteel andere benadering van de concepten warmte en energie.
De essentie van de hydraulische berekening is dat het koelmiddeldebiet niet van tevoren is ingesteld met aanzienlijk de echte parameters naderen en worden bepaald door de pijpdiameters in totaal met de drukparameters te verbinden systeemringen
Het volstaat om een triviale vergelijking van deze systemen te maken volgens de volgende parameters.
- Het centrale verwarmingssysteem (ketelhuis-appartement) is gebaseerd op standaardsoorten energiedragers - steenkool, gas. In een autonoom systeem kunt u bijna elke stof gebruiken die een hoge specifieke verbrandingswarmte heeft, of een combinatie van verschillende vloeibare, vaste, korrelige materialen.
- DSP is gebouwd op gewone elementen: metalen buizen, "onhandige" batterijen, afsluiters. Met het individuele verwarmingssysteem kunt u een verscheidenheid aan elementen combineren: radiatoren met meerdere secties met goede warmteafvoer, hoogtechnologische thermostaten, verschillende soorten pijpen (PVC en koper), kranen, pluggen, fittingen en natuurlijk eigen zuinigere ketels, circulatiepompen.
- Als je het appartement binnengaat van een typisch paneelhuis, 20-40 jaar geleden gebouwd, zien we dat het verwarmingssysteem neerkomt op de aanwezigheid van een 7-sectie Batterijen onder het venster in elke kamer van het appartement plus een verticale pijp door het hele huis (riser), waarmee u kunt "communiceren" met uw buren boven / onder. Of het nu gaat om een autonoom verwarmingssysteem (ASO) - u kunt een systeem van elke complexiteit bouwen, rekening houdend met de individuele wensen van de huurders van het appartement.
- In tegenstelling tot DSP houdt een afzonderlijk verwarmingssysteem rekening met een vrij indrukwekkende lijst van parameters die de transmissie, het energieverbruik en het warmteverlies beïnvloeden. Omgevingstemperatuur, het vereiste temperatuurbereik in de kamers, het gebied en het volume van de ruimte, het aantal ramen en deuren, het doel van de kamers, enz.
De hydraulische berekening van het verwarmingssysteem (GDF) is dus een voorwaardelijke set van berekend kenmerken van het verwarmingssysteem, dat uitgebreide informatie over parameters zoals pijp diameter aantal radiatoren en kleppen.
Dit type radiator is geïnstalleerd in de meeste paneelhuizen in de post-Sovjetruimte. Besparen op materialen en het gebrek aan ontwerpideeën "op het eerste gezicht"
Met ГРСО kunt u de juiste waterringpomp (verwarmingsketel) kiezen voor het transport van warm water naar de laatste elementen van het verwarmingssysteem (radiatoren) en hebben uiteindelijk het meest gebalanceerde systeem dat rechtstreeks van invloed is op de financiële investeringen in de verwarming van de woning.
Een ander type verwarmingsradiator voor DSP. Dit is een veelzijdiger product dat een willekeurig aantal ribben kan hebben. U kunt dus het warmtewisselingsgebied vergroten of verkleinen
De volgorde van berekeningsstappen
Sprekend over de berekening van het verwarmingssysteem merken we op dat deze procedure het meest dubbelzinnig en belangrijk is in termen van ontwerp.
Voordat u de berekening uitvoert, moet u een voorlopige analyse van het toekomstige systeem maken, bijvoorbeeld:
- stel de warmtebalans in alle en specifiek in elke kamer van het appartement in;
- goedkeuren van temperatuurregelaars, kleppen en drukregelaars;
- kies radiatoren, oppervlakken voor warmteoverdracht, panelen voor warmteoverdracht;
- identificeer delen van het systeem met maximaal en minimaal verbruik van warmtedragers.
Daarnaast is het noodzakelijk om het algemene schema van koelvloeistoftransport te bepalen: een volledig en een klein circuit, eenpijpsysteem of dubbele pijp.
Als resultaat van de hydraulische berekening, verkrijgen we verschillende belangrijke kenmerken van het hydraulische systeem, die antwoorden bieden op de volgende vragen:
- wat moet de kracht van de warmtebron zijn;
- wat is de stroomsnelheid en snelheid van het koelmiddel;
- Wat is de diameter van de hoofdleiding van de warmtepijpleiding?
- wat zijn de mogelijke verliezen van warmte en de massa van het koelmiddel.
Een ander belangrijk aspect van de hydraulische berekening is de procedure van het balanceren (koppelen) van alle delen (takken) van het systeem tijdens extreme thermische omstandigheden met behulp van bedieningselementen.
Er zijn verschillende hoofdtypen verwarmingsproducten: gietijzeren en aluminium multisectie, stalen panelen, bimetalen radiatoren en covectoren. Maar de meest voorkomende zijn aluminium radiatoren met meerdere secties.
Het geschatte gebied van de pijpleidinglijn is een sectie met een constante diameter van de lijn zelf, evenals een onveranderlijke stroom van warm water, die wordt bepaald door de formule voor de warmtebalans van de kamers. De opsomming van ontwerpzones begint bij de pomp of warmtebron.
Voorbeeld beginvoorwaarden
Voor een meer specifieke uitleg van alle details van de hydraulische misrekening, nemen we een concreet voorbeeld van de gebruikelijke woonruimte. We hebben een klassiek 2-slaapkamer appartement van een paneel huis met een totale oppervlakte van 65,54 m2waaronder twee kamers, een keuken, apart toilet en badkamer, een dubbele gang, een dubbel balkon.
Na inbedrijfstelling ontving de volgende informatie met betrekking tot de gereedheid van het appartement. Het beschreven appartement omvat muren met monolithische versterkte betonnen constructies die zijn behandeld met gips en grondverf. dubbele beglazing met profiel, met baksteen geperste binnendeuren, keramische tegels op de vloer de badkamer.
Een typisch paneel met 9 verdiepingen en vier ingangen. Op elke verdieping zijn er 3 appartementen: een met 2 slaapkamers en twee met 3 slaapkamers. Het appartement bevindt zich op de vijfde verdieping
Daarnaast is de gepresenteerde woning al uitgerust met koperen bedrading, verdelers en een aparte bewaker, gasfornuis, badkamer, wastafel, toilet, handdoekverwarming, spoelbak.
En het belangrijkste is dat er in de woonkamers, badkamer en keuken al aluminium verwarmingsradiatoren zijn. De vraag met betrekking tot de leidingen en de ketel blijft open.
Hoe gegevens worden verzameld
De hydraulische berekening van het systeem is meestal gebaseerd op berekeningen met betrekking tot de berekening van de verwarming in het hele vertrek.
Daarom is het noodzakelijk om de volgende informatie te hebben:
- het gebied van elke individuele kamer;
- afmetingen van raam- en deuraansluitingen (binnendeuren hebben vrijwel geen effect op warmteverlies);
- klimatologische omstandigheden, kenmerken van de regio.
We gaan uit van de volgende gegevens. Gemeenschappelijke ruimte - 18.83 m2slaapkamer - 14,86 m2keuken - 10.46 m2, balkon - 7,83 m2 (aantal), gang - 9.72 m2 (aantal) badkamer - 3.60 m2, toilet - 1,5 m2. Toegangsdeuren - 2.20 m2, etalage van de gemeenschappelijke ruimte - 8.1 m2slaapkamerraam - 1,96 m2keukenraam - 1.96 m2.
De hoogte van de wanden van het appartement is 2 meter 70 cm. De buitenmuren zijn gemaakt van betonklasse B7 plus binnenpleister van 300 mm dik. Binnenwanden en tussenschotten - lager 120 mm, gewoon - 80 mm. De vloer en dienovereenkomstig het plafond van betonplaten klasse B15, dikte 200 mm.
De indeling van dit appartement biedt de mogelijkheid om een enkele tak van verwarming te creëren, passerend door de keuken, slaapkamer en woonkamer, die een gemiddelde temperatuur van 20-22⁰C zal opleveren kamers (+)
Hoe zit het met het milieu? Het appartement bevindt zich in het huis, dat is gelegen in het midden van het microdistrict van een kleine stad. De stad ligt in een bepaald laagland, de hoogte boven de zeespiegel is 130-150 m. Het klimaat is gematigd continentaal met koele winters en vrij warme zomers.
Gemiddelde jaartemperatuur + 7,6 ° C. De gemiddelde temperatuur in januari is -6.6 ° C, juli + 18.7 ° C. De wind is 3.5 m / s, de gemiddelde vochtigheid is 74% en de hoeveelheid neerslag 569 mm.
Als we de klimatologische omstandigheden in de regio analyseren, moeten we vaststellen dat we te maken hebben met een groot temperatuurbereik, wat op zijn beurt weer invloed heeft op de speciale vereiste voor het aanpassen van het verwarmingssysteem van het appartement.
Het vermogen van de warmtegenerator
Een van de belangrijkste componenten van het verwarmingssysteem is de ketel: elektrisch, gas, gecombineerd - in dit stadium doet het er niet toe. Omdat het belangrijkste kenmerk voor ons belangrijk is - kracht, dat wil zeggen, de hoeveelheid energie per tijdseenheid die aan verwarming zal worden uitgegeven.
De kracht van de ketel zelf wordt bepaald door de onderstaande formule:
Wotla = (kamer) W / 10,
waarbij:
- Spomesch - de som van de delen van alle ruimtes die moeten worden verwarmd;
- Wudel - specifieke kracht, rekening houdend met de klimatologische omstandigheden van de locatie (daarom was het noodzakelijk om het klimaat in de regio te kennen).
Dat is kenmerkend, voor verschillende klimaatzones hebben we de volgende gegevens:
- noordelijke gebieden - 1,5 - 2 kW / m2;
- centrale zone - 1 - 1,5 kW / m2;
- zuidelijke regio's - 0,6 - 1 kW / m2.
Deze cijfers zijn vrij arbitrair, maar geven toch een duidelijk numeriek antwoord met betrekking tot de invloed van de omgeving op het verwarmingssysteem van het appartement.
Deze kaart toont klimaatzones met verschillende temperaturen. Van de locatie van de behuizing ten opzichte van de zone en het hangt af van hoeveel u moet uitgeven aan het verwarmen van een vierkante meter energie (+)
De som van de oppervlakte van het te verwarmen appartement is gelijk aan de totale oppervlakte van het appartement en is gelijk, dat wil zeggen 65.54-1.80-6.03 = 57.71 m2 (minus het balkon). Het specifieke vermogen van de ketel voor de centrale regio met een koude winter is 1,4 kW / m2. Zo is in ons voorbeeld het berekende vermogen van de verwarmingsketel gelijk aan 8,08 kW.
Dynamische parameters van het koelmiddel
We gaan naar de volgende fase van berekeningen - analyse van het koelmiddelverbruik. In de meeste gevallen verschilt het verwarmingssysteem van het appartement van andere systemen - dit komt door het aantal verwarmingspanelen en de lengte van de pijpleiding. Druk wordt gebruikt als een extra "drijvende kracht" stroom verticaal door het systeem.
In particuliere gebouwen met één of meerdere verdiepingen worden oude flatgebouwen met panelen, hogedrukverwarmingssystemen gebruikt, wat dit toelaat transporteer warmte naar alle delen van een vertakt verwarmingssysteem met meerdere ringen en hef het water op tot de volledige hoogte (tot de 14e vloer) gebouw.
In tegenstelling, een typisch 2- of 3-kamer appartement met onafhankelijke verwarming heeft niet zo'n verscheidenheid aan ringen en takken van het systeem, het omvat niet meer dan drie circuits.
Dit betekent dat het transport van het koelmiddel plaatsvindt door het natuurlijke proces van de waterstroom. Maar je kunt ook gebruiken circulatiepompen, verwarming wordt verzorgd door een gas / elektrische boiler.
We raden aan een circulatiepomp te gebruiken voor ruimteverwarming van meer dan 100 m2. Het is mogelijk om de pomp zowel voor als achter de ketel te monteren, maar meestal wordt deze op de "retour" gezet - de transporttemperatuur is lager, de luchtstroom is minder, de levensduur van de pomp is langer
Deskundigen op het gebied van ontwerp en installatie van verwarmingssystemen definiëren twee belangrijke benaderingen voor het berekenen van het koelmiddelvolume:
- Volgens de werkelijke capaciteit van het systeem. Alle volumes van holten, zonder uitzondering, worden samengevat waar de stroom van warm water zal stromen: de som van individuele delen van pijpen, delen van radiatoren, enz. Maar dit is nogal een tijdrovende optie.
- Door ketelvermogen. Hier liepen de meningen van experts zeer uiteen, sommigen zeggen 10, de andere 15 liter per eenheid ketelvermogen.
Vanuit een pragmatisch oogpunt moet er rekening mee worden gehouden dat het verwarmingssysteem waarschijnlijk niet alleen warm zal zijn. water voor de kamer, maar ook om het water te verwarmen voor het bad / douche, wastafel, gootsteen en droger, en misschien voor hydromassage of Jacuzzi. Deze optie is eenvoudiger.
Daarom raden we aan om in dit geval 13,5 liter per eenheid stroom te installeren. Door dit aantal te vermenigvuldigen met het vermogen van de ketel (8,08 kW), verkrijgen we het berekende volume van de watermassa - 109,08 liter.
De berekende snelheid van het koelmiddel in het systeem is de parameter waarmee u een specifieke pijldiameter voor het verwarmingssysteem kunt selecteren.
Het wordt berekend door de volgende formule:
V = (0,86 * W * k) / t-to,
waarbij:
- w - ketelvermogen;
- t - temperatuur van het toegevoerde water;
- naar - watertemperatuur in het retourcircuit;
- k - ketelrendement (0,95 voor een gasketel).
Vervanging van de berekende gegevens in de formule hebben we: (0,86 * 8080 * 0,95) / 80-60 = 6601,36 / 20 = 330 kg / uur. Zo wordt in één uur 330 l koelvloeistof (water) in het systeem verplaatst en is de capaciteit van het systeem ongeveer 110 l.
Bepaling van de diameter van de buis
Voor de uiteindelijke bepaling van de diameter en de dikte van de verwarmingsbuizen blijft het de kwestie van het warmteverlies bespreken.
De maximale hoeveelheid warmte verlaat de kamer via de muren - tot 40%, door de ramen - 15%, de vloer - 10%, al het andere door het plafond / dak. Voor een appartement worden verliezen voornamelijk gekenmerkt door ramen en balkonmodules.
Er zijn verschillende soorten warmteverlies in verwarmde ruimten:
- Drukverliesstroom in de buis. Deze parameter is rechtevenredig met het product van het specifieke wrijvingsverlies in de buis (geleverd door de fabrikant) en de totale pijplengte. Maar gezien de huidige taak, kunnen dergelijke verliezen worden genegeerd.
- Hoofdverlies op lokale pijpweerstanden - de kosten van warmte bij de fittingen en in de apparatuur. Maar gezien de omstandigheden van het probleem, een klein aantal fittingen en het aantal radiatoren, kunnen dergelijke verliezen worden verwaarloosd.
- Warmteverlies op basis van de locatie van het appartement. Er is nog een ander soort thermische kosten, maar deze zijn meer gerelateerd aan de locatie van de kamer ten opzichte van de rest van het gebouw. Voor een gewoon appartement, dat zich in het midden van het huis bevindt en grenst aan links / rechts / boven / onder met andere appartementen, zijn de warmteverliezen door de zijwanden, het plafond en de vloer bijna gelijk aan "0".
Het is alleen mogelijk om rekening te houden met verliezen via het voorste gedeelte van het appartement - het balkon en het centrale raam van de gemeenschappelijke ruimte. Maar deze vraag wordt afgesloten door de toevoeging van 2-3 secties aan elk van de radiatoren.
De waarde van de diameter van de buis wordt gekozen in overeenstemming met de stroomsnelheid van het koelmiddel en de snelheid van de circulatie ervan in de verwarmingslijn
Als u de bovenstaande informatie analyseert, is het vermeldenswaard dat voor de berekende snelheid van warm water in het verwarmingssysteem bekende tabelsnelheid van beweging van waterdeeltjes ten opzichte van de buiswand in een horizontale positie van 0,3-0,7 m / s.
Om de kapitein te helpen, presenteren we de zogenaamde checklist voor het uitvoeren van berekeningen voor een typische hydraulische berekening van een verwarmingssysteem:
- gegevensverzameling en berekening van ketelvermogen;
- volume en snelheid van het koelmiddel;
- warmteverlies en leidingdiameter.
Soms kunt u tijdens miscalculatie een voldoende grote pijpdiameter krijgen om het berekende volume van het koelmiddel te dekken. Dit probleem kan worden opgelost door de verplaatsing van de ketel te vergroten of een extra expansievat toe te voegen.
Op onze site staat een blok met artikelen gewijd aan de berekening van het verwarmingssysteem, we adviseren u om te lezen:
- Thermische berekening van het verwarmingssysteem: hoe de belasting op het systeem correct te berekenen
- Berekening van waterverwarming: formules, regels, voorbeelden van implementatie
- Thermische engineering berekening van een gebouw: specificiteit en formules voor het uitvoeren van berekeningen + praktische voorbeelden
Conclusies en nuttige video over het onderwerp
Kenmerken, voor- en nadelen van natuurlijke en geforceerde koelmiddelcirculatiesystemen voor verwarmingssystemen:
Samenvattend de totale hydraulische berekeningen, was het resultaat specifieke fysieke kenmerken van het toekomstige verwarmingssysteem.
Uiteraard is dit een vereenvoudigd berekeningsschema, dat bij benadering gegevens geeft over de hydraulische berekening van het verwarmingssysteem van een typisch tweekamerappartement.
Probeert u zelfstandig de hydraulische berekening van het verwarmingssysteem uit te voeren? Of zijn ze het misschien niet eens met het vermelde materiaal? We wachten op uw opmerkingen en vragen - het blok voor feedback bevindt zich hieronder.
