Vytápění na bázi cirkulace teplé vody - nejběžnější možnost uspořádání soukromého domu. Pro kompetentní vývoj systému je nutné mít předběžné výsledky analýzy, tzv. Hydraulický výpočet topného systému, spojující tlak na všech úsecích sítě s průměry potrubí.
Tento článek podrobně popisuje způsob výpočtu. Abychom lépe porozuměli algoritmu akcí, přezkoumali jsme postup výpočtu pomocí konkrétního příkladu.
V souladu s popsaným sledem bude možné určit optimální průměr hlavního vedení, počet topných zařízení, výkon kotle a další systémové parametry nezbytné pro zajištění účinného individuálního zásobování teplem.
Pojem hydraulického výpočtu
Rozhodujícím faktorem technologického vývoje systémů vytápění se staly obvyklé úspory energie. Touha zachránit vás dělá pečlivější přístup k designu, výběru materiálů, metodám instalace a provozu vytápění pro domácnost.
Proto, pokud se rozhodnete vytvořit jedinečný a především ekonomický topný systém pro Váš byt nebo dům, doporučujeme Vám přečíst si pravidla výpočtu a designu.
Provoz tepelné sítě spočívá v přenosu vypočteného množství tepelné energie do zařízení, která předávají teplo spotřebiteli. 
Úkolem hydraulického výpočtu je výběr trubek, které zajistí minimální tepelné ztráty při průchodu chladicího média rozsáhlou topnou sítí 
Množství tepelné energie přenesené do zařízení závisí na spotřebě tepla a rozdílu teplot během chlazení chladicí kapaliny. Ve dvou-trubkových obvodech jsou orientovány na teplotní rozdíl ve všech zařízeních 
Při provádění hydraulických výpočtů pro systém s jedním potrubím se jako referenční bod bere rozdíl teplot na všech stoupačkách. 
Účelem výpočtu je výběr trubek, kterými může cirkulovat vypočítaný průtok chladiva. Potrubí se zpravidla vyzvedávají podle předloženého sortimentu, proto je ve výpočtech vždy chyba. 
Průtok chladicí kapaliny při výrobě není předem nastaven, ale je určen spojením parametrů tlaku ve všech kroužcích systému. 
V první řadě se provádí výpočty na hlavním cirkulačním kroužku. Rozděluje se na úseky a vypočítává průtok chladicí kapaliny a tlakovou ztrátu, zaměřenou na tření při pohybu vody nebo páry podél kontury. 
Po stanovení parametrů hlavního cirkulačního kroužku se provedou podobné výpočty pro sekundární prstence. Podle výsledků cirkulace ve všech částech systému vyberte průměr trubky, aby se vyrovnal tlak ve všech složkách sítě.
Před definováním hydraulického výpočtu systému je třeba jasně a jasně pochopit, že individuální systém vytápění bytu a domu je podmíněn řádově o řád vyšší než systém ústředního vytápění velké budovy.
Osobní vytápění je založeno na zásadně odlišném přístupu k pojmům teplo a energie.
Podstatou hydraulického výpočtu je, že průtok chladiva není předem nastaven s významnou aproximací k aktuálním parametrům, ale je určen spojením průměrů potrubí s parametry tlaku ve všech kroužcích systému.
Stačí provést triviální porovnání těchto systémů podle následujících parametrů.
- Systém ústředního vytápění (kotelna) je založen na standardních typech nosiče energie - uhlí, plynu. V autonomním systému, můžete použít téměř jakoukoliv látku, která má vysoké specifické teplo spalování, nebo kombinaci několika kapalných, pevných, granulovaných materiálů.
- DSP je postaven na běžných prvcích: kovové trubky, „neohrabané“ baterie, uzavírací ventily. Individuální systém vytápění umožňuje kombinovat různé prvky: vícedílné radiátory s dobrým odvodem tepla, high-tech termostaty, různé typy trubek (PVC a měď), kohoutky, zástrčky, armatury a samozřejmě vlastní úspornější kotle, oběhová čerpadla.
- Pokud vstoupíte do bytu typického panelového domu, postaveného před 20-40 lety, vidíme, že topný systém přichází do přítomnosti 7-článkové baterie pod oknem v každé místnosti bytu plus svislé potrubí celým domem (stoupačkou), se kterým můžete „komunikovat“ sousedé nahoře / dole. Ať už se jedná o autonomní systém vytápění (ASO) - umožňuje vybudovat systém jakékoliv složitosti s ohledem na individuální přání nájemníků bytu.
- Na rozdíl od DSP zohledňuje samostatný systém vytápění poměrně impozantní seznam parametrů, které ovlivňují přenos, spotřebu energie a tepelné ztráty. Podmínky okolní teploty, požadovaný rozsah teploty v místnostech, prostor a objem místnosti, počet oken a dveří, účel místností atd.
Hydraulický výpočet topného systému (GDF) je tedy podmíněný soubor vypočtených charakteristik topného systému, který poskytuje komplexní informace o takových parametrech, jako je průměr potrubí, počet radiátorů a ventilů.
Tento typ radiátoru byl instalován ve většině panelových domů v postsovětském prostoru. Úspora materiálů a nedostatek nápadů na design
GDFS umožňuje zvolit správné kruhové vodní čerpadlo (topný kotel) pro přepravu teplé vody do koncových prvků topného systému (radiátory) a tím mít nejvyváženější systém, který přímo ovlivňuje finanční investice v části vytápění bytu.
Další typ topného tělesa pro DSP. Jedná se o univerzálnější výrobek, který může mít libovolný počet žeber. Můžete tak zvýšit nebo snížit výměník tepla
Posloupnost kroků výpočtu
Pokud jde o výpočet topného systému, konstatujeme, že tento postup je nejednoznačný a důležitý z hlediska designu.
Před provedením výpočtu je třeba provést předběžnou analýzu budoucího systému, například:
- nastavit tepelnou bilanci ve všech a konkrétně v každé místnosti bytu;
- schvalovat regulátory teploty, ventily a regulátory tlaku;
- vybrat radiátory, teplosměnné plochy, panely pro přenos tepla;
- identifikovat oblasti systému s maximální a minimální spotřebou tepla.
Dále je nutné stanovit obecné schéma přepravy chladiva: plný a malý okruh, jednoproudý systém nebo dvoutrubkový rozvod.
Výsledkem hydraulického výpočtu je několik důležitých vlastností hydraulického systému, které poskytují odpovědi na následující otázky:
- jaký by měl být výkon zdroje tepla;
- jaký je průtok a rychlost chladiva;
- Jaký je průměr hlavního potrubí tepelného potrubí?
- jaké jsou možné ztráty tepla a hmotnosti chladiva.
Dalším důležitým aspektem hydraulického výpočtu je postup vyvažování (propojení) všech částí (větví) systému při extrémních teplotních podmínkách pomocí řídicích zařízení.
Existuje několik hlavních typů topných produktů: litinové a hliníkové multisection, ocelové panely, bimetalové radiátory a covektory. Nejběžnější jsou však hliníkové vícedílné radiátory.
Odhadovaná plocha potrubního vedení je úsek s konstantním průměrem samotného potrubí, jakož i neměnný proud horké vody, který je určen vzorcem pro tepelnou bilanci místností. Výčet návrhových zón začíná od čerpadla nebo zdroje tepla.
Příklad Počáteční podmínky
Pro podrobnější vysvětlení všech podrobností o hydraulickém přepočtu vezmeme konkrétní příklad obvyklého prostoru pro bydlení. Máme klasický dvoupokojový byt panelového domu, o celkové rozloze 65, 54 m 2, který zahrnuje dva pokoje, kuchyň, samostatnou toaletu a koupelnu, dvojitou chodbu, dvoulůžkový balkon.
Po uvedení do provozu obdrželi následující informace o připravenosti bytu. Popsaný byt zahrnuje stěny s monolitickými železobetonovými konstrukcemi upravenými tmelem a základním nátěrem, okna z profilu se dvěma komorovými skly, vnitřními dveřmi trupu lisovanými a keramickou dlažbou na podlaze koupelny.
Typický panelový 9patrový dům se čtyřmi vchody. Na každém patře jsou 3 apartmány: jedna 2 + kk a 3 ložnice. Byt se nachází v pátém patře
Dále je prezentované bydlení již vybaveno měděným vedením, rozdělovači a samostatným krytem, plynovým sporákem, koupelnou, umyvadlem, WC, teplejším ručníkem, umyvadlem.
A co je nejdůležitější v obývacích pokojích, koupelně a kuchyni jsou již hliníkové topné radiátory. Otázka týkající se potrubí a kotle zůstává otevřená.
Jak jsou data shromažďována
Hydraulický výpočet systému vychází převážně z výpočtů souvisejících s výpočtem vytápění v prostoru místnosti.
Proto je nutné mít k dispozici následující informace:
- prostor každé jednotlivé místnosti;
- rozměry okenních a dveřních spojek (vnitřní dveře nemají prakticky žádný vliv na tepelné ztráty);
- klimatické podmínky, rysy regionu.
Budeme postupovat z následujících údajů. Rozloha společenské místnosti je 18, 83 m 2, ložnice je 14, 86 m 2, kuchyň je 10, 46 m 2, balkon je 7, 83 m 2 (celkem), chodba je 9, 72 m 2 (celkem), koupelna je 3, 60 m 2, WC - 1, 5 m 2 . Vstupní dveře jsou 2, 20 m 2, okenní vitrína společenské místnosti je 8, 1 m 2, okno ložnice je 1, 96 m 2, kuchyňské okno je 1, 96 m 2 .
Výška bytových stěn je 2 m 70 cm, vnější stěny jsou z betonu třídy B7 plus vnitřní omítka, tloušťka 300 mm. Vnitřní stěny a příčky - ložisko 120 mm, obyčejné - 80 mm. Podlaha a tedy strop betonových desek třídy B15, tloušťka 200 mm.
Uspořádání tohoto bytu poskytuje možnost vytvořit jednu topnou větev procházející kuchyní, ložnicí a obývacím pokojem, která zajistí v místnostech průměrnou teplotu 20-22 ° C (+)
A co životní prostředí? Byt se nachází v domě, který se nachází uprostřed mikroregionu malého města. Město leží v určité nížině, nadmořská výška je 130-150 m. Podnebí je mírně kontinentální s chladnými zimami a poměrně teplými léty.
Průměrná roční teplota + 7, 6 ° C Průměrná lednová teplota je -6, 6 ° C, červenec + 18, 7 ° C. Vítr je 3, 5 m / s, průměrná vlhkost vzduchu je 74% a množství srážek je 569 mm.
Při analýze klimatických podmínek v regionu je třeba poznamenat, že se zabýváme velkým rozsahem teplot, což zase ovlivňuje zvláštní požadavek na úpravu topného systému bytu.
Výkon generátoru tepla
Jednou z hlavních součástí topného systému je kotel: elektrický, plynový, kombinovaný - v této fázi to nevadí. Jelikož je pro nás důležitá jeho hlavní charakteristika - síla, tj. Množství energie za jednotku času, které bude vynaloženo na vytápění.
Výkon samotného kotle je dán níže uvedeným vzorcem:
Wotla = (pokoj) W / 10,
kde:
- Prostor S je součtem ploch všech místností, které vyžadují vytápění;
- Woodel - hustota energie s přihlédnutím ke klimatickým podmínkám lokality (proto bylo nutné znát podnebí regionu).
To je charakteristické pro různé klimatické zóny:
- severní oblasti - 1, 5 - 2 kW / m 2 ;
- centrální zóna - 1 - 1, 5 kW / m 2 ;
- jižní oblasti - 0, 6 - 1 kW / m 2 .
Tato čísla jsou poměrně libovolná, nicméně dávají jasnou číselnou odpověď týkající se vlivu prostředí na vytápění bytu.
Tato mapa zobrazuje klimatické zóny s různými teplotami. Z místa bydlení vzhledem k zóně a záleží na tom, kolik budete potřebovat na vytápění čtverečního metru energie (+)
Celková plocha bytu, který je třeba vytápět, se rovná celkové ploše bytu a je rovna 65, 54-1, 80-6, 03 = 57, 71 m2 (minus balkon). Specifický výkon kotle pro centrální oblast s chladnou zimou je 1, 4 kW / m2. V našem příkladu tedy vypočtený výkon topného kotle odpovídá 8, 08 kW.
Dynamické parametry chladicí kapaliny
Pokračujeme do další fáze výpočtů - analýzy spotřeby chladiva. Ve většině případů je systém vytápění bytu odlišný od ostatních systémů - je to dáno počtem topných panelů a délkou potrubí. Tlak se používá jako přídavná „hnací síla“, která proudí vertikálně systémem.
V soukromých jednopodlažních a vícepodlažních budovách se používají staré panelové bytové domy, vysokotlaké vytápěcí systémy, které umožňují přepravu teplosměnného prostředku do všech částí rozsáhlého, vícekruhového vytápěcího systému a zvýšení vody na celou výšku (až do 14. patra) budovy.
Naproti tomu typický 2- nebo 3-pokojový byt s nezávislým vytápěním nemá takovou řadu prstenců a větví systému, obsahuje ne více než tři okruhy.
To znamená, že přeprava chladiva probíhá přirozeným procesem proudění vody. Můžete však použít i oběhová čerpadla, vytápění je zajištěno plynovým / elektrickým kotlem.
Doporučujeme používat oběhové čerpadlo pro vytápění více než 100 m 2 . Čerpadlo je možné namontovat jak před kotlem, tak po kotli, ale obvykle se zavádí na „zpátečku“ - teplota nosiče je nižší, průtok vzduchu je nižší, životnost čerpadla je delší
Odborníci v oblasti návrhu a montáže topných systémů definují dva hlavní přístupy z hlediska výpočtu objemu chladiva:
- Podle skutečné kapacity systému. Všechny objemy dutin, bez výjimky, jsou shrnuty tam, kde bude proud horké vody proudit: součet jednotlivých úseků trubek, úseků radiátorů atd. Ale to je docela časově náročná volba.
- Výkon kotle. Zde se názory odborníků velmi silně lišily, řekněme 10, dalších 15 litrů na jednotku výkonu kotle.
Z pragmatického hlediska je třeba vzít v úvahu skutečnost, že otopná soustava bude pravděpodobně nejen dodávat teplou vodu do místnosti, ale také ohřívat vodu pro koupelnu / sprchu, umyvadlo, umyvadlo a sušičku a možná i pro hydromasáž či vířivku. Tato možnost je jednodušší.
Proto v tomto případě doporučujeme instalovat 13, 5 litrů na jednotku výkonu. Vynásobením tohoto čísla výkonem kotle (8, 08 kW) získáme vypočítaný objem vody - 109, 08 litrů.
Vypočítaná rychlost chladicí kapaliny v systému je samotný parametr, který umožňuje zvolit specifický průměr potrubí pro topný systém.
Vypočítá se podle následujícího vzorce:
V = (0, 86 * W * k) / t-k,
kde:
- W - výkon kotle;
- t je teplota přiváděné vody;
- teplota vody v vratném okruhu;
- k - účinnost kotle (0, 95 pro plynový kotel).
Nahrazením vypočítaných dat do vzorce máme: (0, 86 * 8080 * 0, 95) / 80-60 = 6601, 36 / 20 = 330 kg / h. Během jedné hodiny se tedy v systému přesune 330 l chladiva (vody) a kapacita systému je asi 110 l.
Stanovení průměru potrubí
Pro konečné určení průměru a tloušťky topných trubek je třeba se zabývat otázkou tepelných ztrát.
Maximální množství tepla opouští místnost stěnami - až 40%, přes okna - 15%, podlaha - 10%, vše ostatní přes strop / střechu. V bytě jsou ztráty charakterizovány především okny a balkonovými moduly.
Ve vytápěných prostorách je několik typů tepelných ztrát:
- Průtok tlakové ztráty v potrubí . Tento parametr je přímo úměrný součinu specifických ztrát tření uvnitř trubky (dodaných výrobcem) a celkové délky trubky. Ale vzhledem k současnému úkolu lze takové ztráty ignorovat.
- Ztráty hlavy při místních odporech potrubí - náklady na teplo u armatur a uvnitř zařízení. Ale vzhledem k podmínkám problému, malému počtu armatur a počtu radiátorů je možné takové ztráty zanedbávat.
- Tepelné ztráty na základě umístění bytu . Tam je jiný druh tepelných nákladů, ale oni jsou více příbuzní umístění místnosti relativně ke zbytku budovy. U obyčejného bytu, který se nachází uprostřed domu a sousedí s levými / pravými / horními / dolními s jinými byty, jsou tepelné ztráty přes boční stěny, strop a podlahu téměř rovny „0“.
Je možné vzít v úvahu pouze ztráty přes přední část bytu - balkon a centrální okno společenské místnosti. Tato otázka je však uzavřena přidáním 2-3 částí ke každému z radiátorů.
Hodnota průměru trubky se volí podle průtoku chladiva a rychlosti jeho cirkulace v topném potrubí
Při analýze výše uvedených informací stojí za povšimnutí, že pro vypočítanou rychlost horké vody v topném systému je známa tabulková rychlost pohybu částic vody vzhledem ke stěně potrubí v horizontální poloze 0, 3-0, 7 m / s.
Pro pomoc veliteli představujeme tzv. Kontrolní seznam pro výpočty pro typický hydraulický výpočet topného systému:
- sběr dat a výpočet výkonu kotle;
- objem a rychlost chladiva;
- tepelné ztráty a průměr potrubí.
Někdy během chybného výpočtu můžete získat dostatečně velký průměr potrubí, který pokryje vypočítaný objem chladiva. Tento problém lze vyřešit zvýšením přemístění kotle nebo přidáním přídavné expanzní nádoby.
Na našich stránkách se nachází blok článků věnovaný výpočtu topného systému, doporučujeme Vám přečíst si:
- Tepelný výpočet topného systému: jak správně vypočítat zatížení systému
- Výpočet ohřevu vody: vzorce, pravidla, příklady implementace
- Tepelně technické výpočty budovy: specifika a vzorce pro provádění výpočtů + praktické příklady
Závěry a užitečné video na toto téma
Vlastnosti, výhody a nevýhody přirozených a nucených cirkulačních systémů chladicích systémů pro topné systémy:
Výsledkem bylo shrnutí celkových hydraulických výpočtů, výsledkem byly specifické fyzikální vlastnosti budoucího systému vytápění.
Jde samozřejmě o zjednodušený výpočet, který poskytuje přibližné údaje o hydraulickém výpočtu topného systému typického dvoupokojového bytu.
Snažíte se nezávisle provádět hydraulický výpočet topného systému? Nebo možná nesouhlasí s uvedeným materiálem? Čekáme na vaše komentáře a dotazy - blok pro zpětnou vazbu se nachází níže.