Vytápění založené na cirkulaci horké vody je nejčastější možností uspořádání soukromého domu. Pro návrh příslušného systému je nutné mít předběžné výsledky analýzy, tzv. Hydraulický výpočet topného systému, který spojuje tlak ve všech částech sítě s průměry potrubí.
Prezentovaný článek podrobně popisuje techniku výpočtu. Abychom lépe porozuměli algoritmu akcí, zkoumali jsme postup výpočtu pomocí konkrétního příkladu.
Při dodržení popsané posloupnosti bude možné určit optimální průměr hlavního potrubí, počet topných zařízení, výkon kotle a další parametry systému potřebné pro zajištění efektivního individuálního zásobování teplem.
Koncept hydraulického výpočtu
Rozhodujícím faktorem v technologickém vývoji topných systémů se stala obvyklá úspora energie. Touha ušetřit peníze dělá opatrnější přístup k designu, výběru materiálů, metodám instalace a provozu vytápění pro domácnost.
Proto, pokud se rozhodnete pro svůj byt nebo dům vytvořit jedinečný a především ekonomický systém vytápění, doporučujeme vám seznámit se s pravidly výpočtu a návrhu.
Galerie Obrázků
Foto z
Složitost topných systémů
Orientační výpočet dvou trubkových systémů
Referenční bod pro výpočet jedno trubkových systémů
Specifičnost výpočtu pro vytápění
První akce ve výpočtu
Výpočet sekundárních kroužků
Před definováním hydraulického výpočtu systému musíte jasně a jasně pochopit, že jednotlivý topný systém bytu a domu je podmíněně umístěn o řád vyšší, vzhledem k systému centrálního vytápění velké budovy.
Osobní topný systém je založen na zásadně odlišném přístupu k koncepcím tepla a energie.
Podstata hydraulického výpočtu spočívá v tom, že průtok chladicí kapaliny není předem nastaven s významným přiblížením ke skutečným parametrům, ale je stanoven spojením průměrů potrubí s tlakovými parametry ve všech prstencích systému
Stačí provést triviální srovnání těchto systémů podle následujících parametrů.
- Systém ústředního topení (kotelna-byt) je založen na standardních druzích energie - uhlí, plyn. V autonomním systému můžete použít téměř jakoukoli látku, která má vysoké specifické spalné teplo nebo kombinaci několika kapalných, pevných, zrnitých materiálů.
- DSP je postaven na konvenčních prvcích: kovové trubky, „nemotorné“ baterie, uzavírací ventily. Individuální topný systém umožňuje kombinovat celou řadu prvků: vícedílné radiátory s dobrým odvodem tepla, špičkové termostaty, různé typy potrubí (PVC a měď), vodovodní baterie, zátky, tvarovky a samozřejmě jejich vlastní hospodárnější kotle, oběhová čerpadla.
- Pokud jdete do bytu typického panelového domu postaveného asi před 20-40 lety, vidíme, že topný systém klesá na přítomnost 7-článkové baterie pod oknem v každé místnosti bytu a svislou trubkou celým domem (stoupačkou), se kterou můžete „komunikovat“ s sousedé nad / pod. Ať už se jedná o autonomní systém vytápění (ASO), umožňuje vám sestavit systém jakékoli složitosti s ohledem na individuální přání obyvatel bytu.
- Na rozdíl od DSP, samostatný topný systém zohledňuje poměrně působivý seznam parametrů, které ovlivňují přenos, spotřebu energie a tepelné ztráty. Okolní teplota, požadovaný teplotní rozsah v areálu, plocha a objem místnosti, počet oken a dveří, účel místnosti atd.
Hydraulický výpočet topného systému (GRSO) je tedy podmíněnou sadou vypočtených charakteristik topného systému, která poskytuje komplexní informace o parametrech, jako je průměr potrubí, počet radiátorů a ventilů.
Tento typ radiátoru byl instalován ve většině panelových domů v postsovětském prostoru. Úspory na materiálech a nedostatek nápadu na design „na obličej“
GRSO vám umožňuje zvolit správné kruhové vodní čerpadlo (topný kotel) pro dopravu horké vody do koncových prvků topného systému (radiátory) a nakonec mít nejvyváženější systém, který přímo ovlivňuje finanční investice do vytápění domu.
Další typ topného radiátoru pro DSP. Jedná se o všestrannější produkt, který může mít libovolný počet hran. Můžete tedy zvětšit nebo zmenšit oblast přenosu tepla
Posloupnost kroků výpočtu
Pokud jde o výpočet topného systému, poznamenáváme, že tento postup je z hlediska designu nejednoznačný a důležitý.
Před provedením výpočtu musíte provést předběžnou analýzu budoucího systému, například:
- nastavit tepelnou bilanci ve všech a konkrétně v každé místnosti bytu;
- výběr termostatů, ventilů a regulátorů tlaku;
- zvolte radiátory, povrchy pro přenos tepla, panely pro přenos tepla;
- identifikovat oblasti systému s maximální a minimální spotřebou tepla.
Kromě toho je nezbytné stanovit obecný systém pro přepravu chladicího média: plný a malý okruh, jedno trubkový systém nebo dvou trubkový rozvod.
Na základě hydraulického výpočtu získáme několik důležitých charakteristik hydraulického systému, které poskytují odpovědi na následující otázky:
- jaká by měla být energie zdroje topení;
- jaký je průtok a rychlost chladicí kapaliny;
- jaký průměr hlavního potrubí tepelného potrubí je potřebný;
- jaké jsou možné ztráty tepla a množství samotné chladicí kapaliny.
Dalším důležitým aspektem hydraulického výpočtu je postup vyvážení (propojení) všech částí (větví) systému během extrémních teplotních podmínek pomocí regulačních zařízení.
Existuje několik hlavních typů topných produktů: litinová a hliníková vícedílná, ocelová deska, bimetální radiátory a krycí pece. Nejběžnější jsou však hliníkové vícedílné radiátory
Sídelní oblast potrubí je úsek s konstantním průměrem samotného potrubí, stejně jako nezměněný tok horké vody, který je určen vzorcem tepelné bilance místností. Výpis návrhových zón začíná od čerpadla nebo zdroje tepla.
Počáteční podmínky příkladu
Pro podrobnější vysvětlení všech podrobností hydraulického přepočtu uvádíme konkrétní příklad konvenčního pouzdra. Máme klasický 2-pokojový byt panelového domu o celkové výměře 65,54 m2, který zahrnuje dva pokoje, kuchyň, oddělené WC a koupelnu, dvojitou chodbu, dvojitý balkon.
Po uvedení do provozu jsme obdrželi následující informace týkající se připravenosti bytu. Popsaný byt zahrnuje tmelené a základní nátěry z monolitických železobetonových konstrukcí, profilovaná okna se dvěma komorovými skly, tyrse lisované vnitřní dveře a keramické dlaždice na podlaze koupelny.
Typický devítipodlažní panelový dům se čtyřmi vchody. V každém patře jsou 3 apartmány: jeden 2-pokojový a dva 3-pokojový. Byt se nachází v pátém patře
Kromě toho je již uvedené pouzdro vybaveno měděnými rozvody, dávkovači a samostatnou klapkou, plynovým sporákem, vanou, umyvadlem, toaletou, vyhřívanou věšákem na ručníky, dřezem.
A co je nejdůležitější, obývací pokoje, koupelna a kuchyň již mají hliníková topná tělesa. Otázka potrubí a kotle zůstává otevřená.
Jak se shromažďují data
Hydraulický výpočet systému je z velké části založen na výpočtech souvisejících s výpočtem vytápění na ploše místnosti.
Proto musíte mít následující informace:
- plocha každé jednotlivé místnosti;
- rozměry okenních a dveřních spojek (vnitřní dveře nemají téměř žádný vliv na tepelné ztráty);
- klimatické podmínky, vlastnosti regionu.
Vycházíme z následujících údajů. Rozloha společenské místnosti je 18,83 m2, ložnice - 14,86 m2, kuchyně - 10,46 m2, balkon - 7,83 m2 (částka), chodba - 9,72 m2 (množství), koupelna - 3,60 m2, WC - 1,5 m2. Vstupní dveře - 2,20 m2, okenní zobrazení společenské místnosti - 8,1 m2, okno do ložnice - 1,96 m2, kuchyňské okno - 1,96 m2.
Výška stěn bytu je 2 metry 70 cm. Vnější stěny jsou vyrobeny z betonu třídy B7 plus vnitřní omítka, tloušťka 300 mm. Vnitřní stěny a příčky - nesoucí 120 mm, obyčejné - 80 mm. Podlaha, a tedy strop betonových desek třídy B15, tloušťka 200 mm.
Dispozice tohoto bytu poskytuje možnost vytvořit jednu topnou větev procházející kuchyní, ložnicí a společenskou místností, která v místnostech zajistí průměrnou teplotu 20-22 ° C (+)
A co životní prostředí? Byt se nachází v domě, který se nachází uprostřed malého městečka mikrodistribuce. Město se nachází v určité nížině, nadmořská výška 130-150 m. Klima je mírné 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 - 3.5 m / s, průměrná vlhkost - 74%, srážky 569 mm.
Při analýze klimatických podmínek regionu je třeba poznamenat, že se jedná o širokou škálu 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 na tom nezáleží. Protože je pro nás důležitá jeho hlavní charakteristika - energie, tj. Množství energie na jednotku času, které bude vynaloženo na vytápění.
Výkon samotného kotle je určen následujícím vzorcem:
Kotel W = (S místnost * W podnikání) / 10,
Kde:
- Sroom - součet ploch všech místností, které vyžadují vytápění;
- Dělal - měrná síla, s přihlédnutím k klimatickým podmínkám dané lokality (proto bylo nutné znát klima regionu).
Co je charakteristické, pro různé klimatické zóny máme následující údaje:
- severní oblasti - 1,5 - 2 kW / m2;
- centrální zóna - 1 - 1,5 kW / m2;
- jižní regiony - 0,6 - 1 kW / m2.
Tato čísla jsou spíše libovolná, ale přesto dávají jasnou číselnou odpověď, pokud jde o dopad na životní prostředí na systém vytápění bytu.
Tato mapa ukazuje klimatické zóny s různými teplotními podmínkami. Umístění bydlení vzhledem k zóně a kolik musíte utratit za vytápění metru čtvereční kW energie (+)
Součet plochy bytu, který má být vytápěn, se rovná celkové ploše bytu a je roven, tj. 65,54-1,80-6,03 = 57,71 m2 (minus balkon). Specifický výkon kotle pro centrální region se studenými zimami je 1,4 kW / m2. V našem příkladu je tedy konstrukční výkon topného kotle ekvivalentní 8,08 kW.
Dynamické parametry tekutin
Přejdeme do další fáze výpočtů - analýzu spotřeby chladicí kapaliny. Ve většině případů se systém vytápění bytu liší od ostatních systémů - je to kvůli počtu topných panelů a délce potrubí. Tlak se používá jako další „hnací síla“ toku svisle skrz systém.
V soukromých jednopodlažních a vícepodlažních budovách, starých panelových bytových domech, se používají vysokotlaké topné systémy, které umožňují dopravu látky uvolňující teplo do všech částí rozvětveného vícekruhového topného systému a zvyšování vody do celé výšky (až do 14. patra) budovy.
Naopak, obyčejný 2- nebo 3-pokojový byt s autonomním vytápěním nemá takovou rozmanitost prstenů a větví systému, zahrnuje maximálně tři okruhy.
To znamená, že chladivo je transportováno pomocí přirozeného procesu proudění vody. Ale můžete také použít oběhová čerpadla, topení je zajištěno plynovým / elektrickým kotlem.
Pro vytápění místností nad 100 m doporučujeme použít oběhové čerpadlo2. Čerpadlo může být namontováno před i po kotli, ale obvykle je umístěno na „zpátečku“ - nižší teplota nosiče, menší přívod vzduchu, delší životnost čerpadla
Specialisté na navrhování a instalaci topných systémů určují dva hlavní přístupy, pokud jde o výpočet objemu chladicího média:
- Podle skutečné kapacity systému. Všechny objemy dutin, do kterých bude proudit horká voda, se sčítají bez výjimky: součet jednotlivých sekcí trubek, sekcí radiátorů atd. To je ale poměrně časově náročná možnost.
- Výkonem kotle. Zde se názory odborníků velmi lišily, někteří říkají 10, jiní 15 litrů na jednotku kapacity kotle.
Z pragmatického hlediska je třeba vzít v úvahu skutečnost, že topný systém bude pravděpodobně nejen dodávat horkou vodu do místnosti, ale také ohřívá vodu do vany / sprchy, umyvadla, dřezu a sušičky a případně také na hydromasáž nebo vířivku. Tato možnost je jednodušší.
Proto v tomto případě doporučujeme instalovat 13,5 litru na jednotku výkonu. Vynásobením tohoto počtu výkonem kotle (8,08 kW) dostaneme odhadovaný objem vody - 109,08 litru.
Vypočtená rychlost chladicího média v systému je přesně ten parametr, který vám umožňuje vybrat konkrétní průměr potrubí pro topný systém.
Vypočítá se podle následujícího vzorce:
V = (0,86 * W * k) / t-to,
Kde:
- W - výkon kotle;
- t - teplota přiváděné vody;
- na - teplota vody ve vratném okruhu;
- k - účinnost kotle (0,95 pro plynový kotel).
Nahrazením vypočtených dat do vzorce máme: (0,86 * 8080 * 0,95) / 80-60 = 6601,36 / 20 = 330 kg / h. Za hodinu se tedy v systému pohybuje 330 l chladiva (vody) a kapacita systému je asi 110 l.
Stanovení průměru potrubí
Pro konečné stanovení průměru a tloušťky topných trubek zbývá prodiskutovat problém tepelné ztráty.
Maximální množství tepla opouští místnost stěnami - až 40%, okny - 15%, podlaha - 10%, vše ostatní přes strop / střechu. Byt se vyznačuje ztrátami hlavně prostřednictvím oken a balkonových modulů
Ve vyhřívaných místnostech existuje několik typů tepelných ztrát:
- Ztráta tlaku v potrubí. Tento parametr je přímo úměrný součinu specifické ztráty tření uvnitř trubky (poskytnuté výrobcem) celkovou délkou trubky. Ale vzhledem k současnému úkolu lze takové ztráty ignorovat.
- Ztráta hlavy při místních odporech potrubí - Náklady na teplo na vybavení a vnitřní vybavení. Ale vzhledem k podmínkám problému, malému počtu montážních ohybů a počtu radiátorů lze takové ztráty zanedbat.
- Tepelné ztráty na základě umístění bytu. Existují další druhy nákladů na teplo, ale ty se více vztahují k umístění místnosti vzhledem ke zbytku budovy. U obyčejného bytu, který se nachází uprostřed domu a sousedí s ostatními byty vlevo / vpravo / shora / dole, je tepelná ztráta bočními stěnami, stropem a podlahou téměř rovná „0“.
Ztráty lze brát v úvahu pouze před bytem - balkonem a centrálním oknem společenské místnosti. Ale tato otázka je uzavřena z důvodu přidání 2-3 sekcí do každého z radiátorů.
Hodnota průměru potrubí se volí podle průtoku chladiva a rychlosti jeho cirkulace v topném potrubí
Při analýze výše uvedených informací je třeba poznamenat, že pro vypočítanou rychlost horké vody v topném systému je známa tabulární rychlost pohybu částic vody vzhledem ke stěně potrubí v horizontální poloze 0,3 až 0,7 m / s.
Abychom pomohli veliteli, předkládáme tzv. Kontrolní seznam výpočtů pro typický hydraulický výpočet topného systému:
- sběr dat a výpočet výkonu kotle;
- objem a rychlost chladicí kapaliny;
- tepelné ztráty a průměr potrubí.
Někdy při nesprávném výpočtu můžete získat dostatečně velký průměr potrubí, aby blokoval vypočtený objem chladicí kapaliny. Tento problém lze vyřešit zvýšením výtlaku kotle nebo přidáním další expanzní nádrže.
Na našem webu je blok článků věnovaných výpočtu topného systému, doporučujeme přečíst si:
- Tepelný výpočet topného systému: jak správně vypočítat zatížení systému
- Výpočet ohřevu vody: vzorce, pravidla, příklady implementace
- Termotechnický výpočet budovy: specifika a vzorce pro provádění výpočtů + praktické příklady
Vlastnosti, výhody a nevýhody přírodních a nucených oběhových systémů pro topné médium:
Shrnutím hydraulického výpočtu jsme získali specifické fyzikální vlastnosti budoucího topného systému.
Jde samozřejmě o zjednodušené výpočtové schéma, které poskytuje přibližné údaje o hydraulickém výpočtu topného systému typického dvoupokojového bytu.
Pokoušíte se nezávisle provést hydraulický výpočet topného systému? Nebo možná nesouhlasí s uvedeným materiálem? Těšíme se na vaše komentáře a dotazy - blok zpětné vazby je umístěn níže.