Belirli bir örnek kullanarak bir ısıtma sisteminin hidrolik hesaplanması

Sıcak su sirkülasyonuna dayalı ısıtma, özel bir ev düzenlemek için en yaygın seçenektir.Sistemin yetkin bir şekilde geliştirilmesi için, ağın tüm bölümlerindeki basıncı boru çaplarına bağlayan, ısıtma sisteminin hidrolik hesaplaması adı verilen ön analiz sonuçlarına sahip olmak gerekir.

Sunulan makale hesaplama metodolojisini ayrıntılı olarak açıklamaktadır. Eylem algoritmasını daha iyi anlamak için belirli bir örnek kullanarak hesaplama prosedürüne baktık.

Açıklanan sıraya bağlı kalarak, boru hattının optimal çapını, ısıtma cihazlarının sayısını, kazan gücünü ve etkili bir bireysel ısı beslemesinin düzenlenmesi için gerekli diğer sistem parametrelerini belirlemek mümkün olacaktır.

Hidrolik hesaplama kavramı

Isıtma sistemlerinin teknolojik gelişimindeki belirleyici faktör, olağan enerji tasarrufu olmuştur. Paradan tasarruf etme arzusu, bizi evin tasarımına, malzeme seçimine, kurulum yöntemlerine ve ısıtmanın çalıştırılmasına daha dikkatli yaklaşmaya zorluyor.

Bu nedenle, daireniz veya eviniz için benzersiz ve öncelikle ekonomik bir ısıtma sistemi oluşturmaya karar verirseniz, hesaplama ve tasarım kurallarına aşina olmanızı öneririz.

Sistemin hidrolik hesaplamasını tanımlamadan önce, bir dairenin veya evin bireysel ısıtma sisteminin, geleneksel olarak, büyük bir binanın merkezi ısıtma sistemine göre çok daha yüksek bir mertebede bulunduğunu açık ve net bir şekilde anlamanız gerekir.

Kişisel ısıtma sistemi, ısı ve enerji kaynakları kavramlarına temelde farklı bir yaklaşıma dayanmaktadır.

Hidrolik hesaplamanın özü, soğutucu akış hızının gerçek parametrelere önemli bir yaklaşımla önceden ayarlanmaması, ancak boru hattı çaplarının sistemin tüm halkalarındaki basınç parametreleriyle ilişkilendirilmesiyle belirlenmesidir.

Bu sistemlerin aşağıdaki parametrelere göre önemsiz bir karşılaştırmasını yapmak yeterlidir.

1. Merkezi ısıtma sistemi (kazan dairesi-ev-daire) standart enerji taşıyıcı türlerine (kömür, gaz) dayanmaktadır. Otonom bir sistemde, yüksek özgül yanma ısısına sahip hemen hemen her maddeyi veya çeşitli sıvı, katı veya granüler malzemelerin birleşimini kullanabilirsiniz.
2. DSP sıradan unsurlar üzerine inşa edilmiştir: metal borular, "hantal" piller, kapatma vanaları. Bireysel ısıtma sistemi, çeşitli unsurları birleştirmenize olanak tanır: iyi ısı transferine sahip çok bölümlü radyatörler, yüksek teknolojili termostatlar, farklı boru türleri (PVC ve bakır), musluklar, fişler, bağlantı parçaları ve tabii ki kendi daha ekonomik kazanlarımız, sirkülasyon pompalarımız.
3. 20-40 yıl önce inşa edilmiş tipik bir panel evin dairesine girdiğinizde, ısıtma sisteminin, dairenin her odasında pencerenin altında 7 bölmeli bir batarya artı pencereden geçen dikey bir borunun varlığına indiğini görüyoruz. yukarıdaki/aşağıdaki komşularla “iletişim kurabileceğiniz” evin tamamı (yükseltici). Otonom ısıtma sistemi (AHS), apartman sakinlerinin bireysel isteklerini dikkate alarak her türlü karmaşıklıkta bir sistem kurmanıza olanak tanır.
4. DSP'nin aksine, ayrı bir ısıtma sistemi, aktarımı, enerji tüketimini ve ısı kaybını etkileyen oldukça etkileyici bir parametre listesini dikkate alır. Ortam sıcaklık koşulları, odalarda gerekli sıcaklık aralığı, odanın alanı ve hacmi, pencere ve kapı sayısı, odaların amacı vb.

Bu nedenle, ısıtma sisteminin hidrolik hesaplaması (HRSO), boru çapı gibi parametreler hakkında kapsamlı bilgi sağlayan, ısıtma sisteminin koşullu bir hesaplanmış özellikleri kümesidir, radyatör sayısı ve vanalar.

Bu tip radyatör, Sovyet sonrası alandaki panel evlerin çoğuna kuruldu. Malzemelerden tasarruf ve tasarım fikirlerinin eksikliği açıktır

GRSO, sıcak suyu ısıtma sisteminin son elemanlarına (radyatörler) taşımak için bir su halkalı pompayı (ısıtma kazanı) doğru seçmenize ve nihai sonuç olarak, ev ısıtmasına yönelik finansal yatırımları doğrudan etkileyen en dengeli sisteme sahip olmanıza olanak tanır. .

DSP için başka bir ısıtma radyatörü türü. Bu, herhangi bir sayıda kaburgaya sahip olabilen daha çok yönlü bir üründür. Bu şekilde ısı değişim alanını artırabilir veya azaltabilirsiniz.

Hesaplama adımlarının sırası

Isıtma sisteminin hesaplanmasından bahsederken, bu prosedürün tasarım açısından en tartışmalı ve önemli olduğunu belirtiyoruz.

Hesaplamayı yapmadan önce gelecekteki sistemin ön analizini yapmanız gerekir, örneğin:

• dairenin tamamında ve özellikle her odasında termal denge kurmak;
• termostatları, vanaları ve basınç regülatörlerini onaylamak;
• radyatör seç, ısı değişim yüzeyleri, ısı transfer panelleri;
• Sistemin maksimum ve minimum soğutucu akışına sahip alanlarını belirleyin.

Ek olarak, soğutucunun taşınması için genel şemanın belirlenmesi gereklidir: tam ve küçük devre, tek boru sistemi veya iki borulu ana.

Hidrolik hesaplamanın bir sonucu olarak, aşağıdaki soruların yanıtlarını sağlayan hidrolik sistemin birçok önemli özelliğini elde ederiz:

• ısıtma kaynağının gücü ne olmalıdır;
• soğutucunun akış hızı ve hızı nedir;
• ana ısıtma boru hattının gerekli çapı nedir;
• olası ısı kayıpları ve soğutucunun kütlesi nelerdir?

Hidrolik hesaplamanın bir diğer önemli yönü, aşırı termal koşullar sırasında kontrol cihazlarını kullanarak sistemin tüm parçalarını (dallarını) dengeleme (bağlama) prosedürüdür.

Birkaç ana ısıtma ürünü türü vardır: dökme demir ve alüminyum çok kesitli, çelik panel, bimetalik radyatörler ve konvektörler. Ancak en yaygın olanı alüminyum çok bölümlü radyatörlerdir

Ana boru hattının tasarım bölgesi, ana borunun sabit çapının yanı sıra, odaların ısı dengesi formülü ile belirlenen sabit bir sıcak su akışına sahip bir bölümdür. Tasarım bölgelerinin listesi pompadan veya ısı kaynağından başlar.

Örnek başlangıç ​​koşulları

Hidrolik hesaplamanın tüm detaylarının daha spesifik bir açıklaması için sıradan bir yaşam alanı örneğini ele alalım. Toplam 65,54 m2 alana sahip panel evde 2 odalı klasik bir dairemiz var.²iki oda, bir mutfak, ayrı tuvalet ve banyo, çift koridor, ikiz balkondan oluşmaktadır.

Devreye alma sonrasında dairenin hazır olup olmadığına ilişkin aşağıdaki bilgileri aldık.Açıklanan dairede macun ve astar ile işlenmiş monolitik betonarme yapılardan yapılmış duvarlar, iki odacıklı camlı profil pencereler, preslenmiş iç kapılar, banyo zemininde seramik fayanslar bulunmaktadır.

Dört girişi olan tipik 9 katlı bir panel ev. Her katta 3 daire bulunmaktadır: bir adet 2 odalı ve iki adet 3 odalı. Daire beşinci katta yer almaktadır

Ek olarak, sunulan muhafaza halihazırda bakır kablolar, dağıtıcılar ve ayrı bir panel, gaz ocağı, küvet, lavabo, tuvalet, ısıtmalı havlu askısı ve lavabo ile donatılmıştır.

Ve en önemlisi oturma odaları, banyo ve mutfakta zaten alüminyum ısıtma radyatörleri bulunuyor. Borular ve kazanla ilgili soru hala açık.

Veriler nasıl toplanır?

Sistemin hidrolik hesabı çoğunlukla odanın alanına göre ısıtma hesabına ilişkin hesaplamalara dayanmaktadır.

Bu nedenle aşağıdaki bilgilere sahip olmak gerekir:

• her bir odanın alanı;
• pencere ve kapı konektörlerinin boyutları (iç kapıların ısı kaybı üzerinde neredeyse hiçbir etkisi yoktur);
• iklim koşulları, bölgenin özellikleri.

Aşağıdaki verilerden yola çıkacağız. Ortak oda alanı - 18,83 m², yatak odası - 14,86 m², mutfak - 10,46 m², balkon - 7,83 m² (toplam), koridor - 9,72 m² (miktar), banyo - 3,60 m², tuvalet - 1,5 m². Giriş kapıları - 2,20 m², ortak salonun vitrini - 8,1 m², yatak odası penceresi - 1,96 m², mutfak penceresi - 1,96 m².

Apartman duvarlarının yüksekliği 2 metre 70 cm olup, dış duvarlar B7 sınıfı beton artı iç sıva 300 mm kalınlığındadır. İç duvarlar ve bölmeler - taşıyıcı 120 mm, sıradan - 80 mm. Zemin ve buna bağlı olarak tavan, 200 mm kalınlığında B15 sınıfı beton döşeme plakalarından yapılmıştır.

Bu dairenin düzeni, odalarda (+) ortalama 20-22⁰C sıcaklık sağlayacak, mutfak, yatak odası ve oturma odasından geçen tek bir ısıtma kolu oluşturma fırsatı sunmaktadır.

Peki ya çevre? Daire, küçük bir kasabanın mikro bölgesinin ortasında bulunan bir evde yer almaktadır. Şehir belli bir ovada yer almaktadır, deniz seviyesinden yüksekliği 130-150 m'dir, iklimi ılıman karasal olup, serin kışlar ve oldukça sıcak yazlar vardır.

Yıllık ortalama sıcaklık +7,6°C'dir. Ocak ayında ortalama sıcaklık -6,6°C, Temmuz ayında ise +18,7°C'dir. Rüzgar - 3,5 m/s, ortalama hava nemi - %74, yağış 569 mm.

Bölgenin iklim koşullarını analiz ettiğimizde, geniş bir sıcaklık aralığıyla uğraştığımızı ve bunun da dairenin ısıtma sisteminin ayarlanmasına yönelik özel gereksinimi etkilediğini belirtmekte fayda var.

Isı jeneratörü gücü

Isıtma sisteminin ana bileşenlerinden biri kazandır: elektrik, gaz, kombine - bu aşamada önemli değil. Çünkü ana özelliği bizim için önemlidir - güç, yani ısıtma için harcanacak birim zaman başına enerji miktarı.

Kazanın gücü aşağıdaki formülle belirlenir:

Wkazan = (Oda*Wpaylaşımı) / 10,

Nerede:

• Değiştir - ısıtma gerektiren tüm odaların alanlarının toplamı;
• Wdel - yerin iklim koşullarını dikkate alan spesifik güç (bu nedenle bölgenin iklimini bilmek gerekliydi).

Tipik olarak farklı iklim bölgeleri için aşağıdaki verilere sahibiz:

• kuzey bölgeleri — 1,5 — 2 kW/m²;
• merkezi bölge — 1 — 1,5 kW/m²;
• güney bölgeleri — 0,6 — 1 kW/m².

Bu rakamlar oldukça keyfidir, ancak yine de çevrenin apartman ısıtma sistemi üzerindeki etkisine ilişkin net bir sayısal cevap sunmaktadır.

Bu harita farklı sıcaklık rejimlerine sahip iklim bölgelerini göstermektedir. Konutun bölgeye göre konumu, bir metrekare kWat enerjinin (+) ısıtılması için ne kadar enerji harcanması gerektiğini belirler.

Isıtılması gereken daire alanı miktarı dairenin toplam alanına eşit olup, yani 65,54-1,80-6,03 = 57,71 m2 (balkon hariç) olur. Kışları soğuk geçen merkez bölge için spesifik kazan gücü 1,4 kW/m2'dir. Dolayısıyla örneğimizde kalorifer kazanının hesaplanan gücü 8,08 kW'a eşdeğerdir.

Soğutma sıvısının dinamik parametreleri

Hesaplamaların bir sonraki aşamasına geçiyoruz - soğutucu tüketiminin analizi. Çoğu durumda, bir dairenin ısıtma sistemi diğer sistemlerden farklıdır - bunun nedeni ısıtma panellerinin sayısından ve boru hattının uzunluğundan kaynaklanmaktadır. Basınç, sistem boyunca dikey akış için ek bir "itici güç" olarak kullanılır.

Özel tek ve çok katlı binalarda, eski panel apartman binalarında, ısı açığa çıkaran maddenin dallı, çok halkalı ısıtma sisteminin tüm bölümlerine taşınmasını ve suyun yükseltilmesini mümkün kılan yüksek basınçlı ısıtma sistemleri kullanılmaktadır. binanın tüm yüksekliği (14. kata kadar).

Aksine, otonom ısıtmalı sıradan 2 veya 3 odalı bir daire, sistemin bu kadar çeşitli halkalarına ve dallarına sahip değildir, üçten fazla devre içermez.

Bu, soğutucunun doğal su akışı süreci kullanılarak taşındığı anlamına gelir. Ama aynı zamanda kullanabilirsiniz sirkülasyon pompalarıIsıtma doğalgaz/elektrikli kombi ile sağlanmaktadır.

100 m'den büyük odaların ısıtılması için sirkülasyon pompası kullanılmasını öneririz.². Pompa, kazandan önce veya sonra monte edilebilir, ancak genellikle "dönüş" tarafına monte edilir - daha düşük akışkan sıcaklığı, daha az havadarlık, daha uzun pompa ömrü

Isıtma sistemlerinin tasarımı ve montajı alanındaki uzmanlar, soğutucu hacminin hesaplanmasında iki ana yaklaşımı tanımlar:

1. Sistemin gerçek kapasitesine göre. İstisnasız olarak, sıcak su akışının akacağı boşlukların tüm hacimleri toplanır: boruların ayrı bölümlerinin, radyatör bölümlerinin vb. toplamı. Ancak bu oldukça emek yoğun bir seçenektir.
2. Kazan gücüne göre. Burada uzmanların görüşleri büyük ölçüde farklılık gösteriyor, bazıları kazan gücü başına 10, diğerleri 15 litre diyor.

Pragmatik bir bakış açısına göre, ısıtma sisteminin muhtemelen sadece odaya sıcak su sağlamakla kalmayıp aynı zamanda banyo/duş, lavabo, lavabo ve kurutucu için ve belki de uzun bir süre için suyu ısıtacağı gerçeğini dikkate almanız gerekir. hidromasaj veya jakuzi. Bu seçenek daha basittir.

Bu nedenle bu durumda birim güç başına 13,5 litre ayarlamanızı öneririz. Bu sayıyı kazan gücüyle (8,08 kW) çarparak tahmini su kütlesi hacmini elde ederiz - 109,08 litre.

Sistemde hesaplanan soğutma sıvısı hızı, tam olarak ısıtma sistemi için belirli bir boru çapı seçmenizi sağlayan parametredir.

Aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

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

Nerede:

• W - kazan gücü;
• T - sağlanan suyun sıcaklığı;
• ile - dönüş devresindeki su sıcaklığı;
• k — kazan verimliliği (bir gaz kazanı için 0,95).

Hesaplanan verileri formülde yerine koyarsak şunu elde ederiz: (0,86 * 8080 * 0,95)/80-60 = 6601,36/20 = 330 kg/saat.Böylece bir saatte sistemden 330 litre soğutucu (su) geçer ve sistem kapasitesi yaklaşık 110 litre olur.

Boru çapının belirlenmesi

Son olarak ısıtma borularının çapını ve kalınlığını belirlemek için ısı kaybı konusunu tartışmaya devam etmektedir.

Maksimum ısı miktarı odadan %40'a kadar duvarlardan, %15'i pencerelerden, %10'u zeminden ve diğer her şey tavandan/çatıdan çıkar. Daire, çoğunlukla pencere ve balkon modüllerinden kaynaklanan kayıplarla karakterizedir.

Isıtılan odalarda birkaç tür ısı kaybı vardır:

1. Boru akışında basınç kaybı. Bu parametre, boru içindeki spesifik sürtünme kaybının (üretici tarafından sağlanan) ve borunun toplam uzunluğunun çarpımı ile doğru orantılıdır. Ancak mevcut görev göz önüne alındığında bu tür kayıplar göz ardı edilebilir.
2. Yerel boru dirençlerinde basınç kaybı — Armatürlerdeki ve iç ekipmanlardaki ısı maliyetleri. Ancak problemin koşulları, az sayıda bağlantı kıvrımı ve radyatör sayısı göz önüne alındığında, bu tür kayıplar ihmal edilebilir.
3. Dairenin konumuna göre ısı kaybı. Başka bir termal maliyet türü daha vardır, ancak bu daha çok odanın binanın geri kalanına göre konumuyla ilgilidir. Evin ortasında yer alan ve diğer dairelere sol/sağ/üst/alttan bitişik olan sıradan bir apartman dairesinde yan duvarlardan, tavandan ve zeminden ısı kayıpları neredeyse “0”a eşittir.

Kayıpları yalnızca dairenin ön kısmından - balkondan ve ortak odanın orta penceresinden - hesaba katabilirsiniz. Ancak radyatörlerin her birine 2-3 bölüm eklenerek bu sorun çözülebilir.

Boru çapı, soğutucu akış hızına ve ısıtma ana şebekesindeki sirkülasyon hızına göre seçilir.

Yukarıdaki bilgiler analiz edildiğinde, ısıtma sistemindeki sıcak suyun hesaplanan hızı için, su parçacıklarının yatay konumda boru duvarına göre hareket hızının 0,3-0,7 m/s olarak bilindiğini belirtmekte fayda var.

Ustaya yardımcı olmak için, bir ısıtma sisteminin tipik bir hidrolik hesaplamasına yönelik hesaplamaları gerçekleştirmek için sözde kontrol listesini sunuyoruz:

• kazan gücünün veri toplanması ve hesaplanması;
• soğutma sıvısı hacmi ve hızı;
• ısı kaybı ve boru çapı.

Bazen hesaplamalar yaparken, hesaplanan soğutucu hacmini kaplayacak kadar büyük bir boru çapı elde edebilirsiniz. Bu sorun, kazan hacminin arttırılması veya ilave genleşme tankı eklenmesiyle çözülebilir.

Web sitemizde ısıtma sisteminin hesaplanmasına ayrılmış bir makale bloğu bulunmaktadır, okumanızı öneririz:

1. Bir ısıtma sisteminin termal hesaplaması: sistemdeki yükün doğru şekilde nasıl hesaplanacağı
2. Su ısıtmanın hesaplanması: formüller, kurallar, uygulama örnekleri
3. Bir binanın ısı mühendisliği hesaplaması: hesaplamaları gerçekleştirmek için özellikler ve formüller + pratik örnekler

Konuyla ilgili sonuçlar ve faydalı video

Isıtma sistemleri için doğal ve cebri soğutucu sirkülasyon sistemlerinin özellikleri, avantajları ve dezavantajları:

Hidrolik hesaplamaları özetleyen sonuç, gelecekteki ısıtma sisteminin spesifik fiziksel özellikleriydi.

Doğal olarak bu, tipik bir iki odalı dairenin ısıtma sistemi için hidrolik hesaplamalara ilişkin yaklaşık veriler sağlayan basitleştirilmiş bir hesaplama şemasıdır.

Isıtma sisteminizin hidrolik hesaplamasını kendiniz mi yapmaya çalışıyorsunuz? Ya da belki sunulan materyale katılmıyorsunuz? Yorumlarınızı ve sorularınızı bekliyoruz - geri bildirim bloğu aşağıda yer almaktadır.