Гидравлический расчет системы отопления + расчет по площади. Цели и задачи гидравлического расчёта

Гидравлический расчет системы отопления + расчет по площади. Цели и задачи гидравлического расчёта

С инженерной точки зрения жидкостная система отопления представляется достаточно сложным комплексом, включающим устройства генерации тепла, его транспортировки и выделения в обогреваемых помещениях. Идеальным режимом работы гидравлической системы отопления считается такой, при котором теплоноситель поглощает максимум тепла от источника и передаёт его комнатной атмосфере без потерь в процессе перемещения. Конечно, такая задача видится совершенно недостижимой, однако более вдумчивый подход позволяет предсказать поведение системы в различных условиях и максимально приблизиться к эталонным показателям. Это и есть главная цель проектирования систем отопления, важнейшей частью которого по праву считается гидравлический расчёт.

Практические цели гидравлического расчёта таковы:

1. Понять, с какой скоростью и в каком объёме осуществляется перемещение теплоносителя в каждом узле системы.
2. Определить, какое влияние оказывает изменение режима работы каждого из устройств на весь комплекс в целом.
3. Установить, какая производительность и рабочие характеристики отдельных узлов и устройств будут достаточными для выполнения отопительной системой своих функций без значительного удорожания и обеспечения необоснованно высокого запаса надёжности.
4. В конечном итоге — обеспечить строго дозированное распределение тепловой энергии по различным зонам отопления и гарантировать, что это распределение будет сохраняться с высоким постоянством.

Можно сказать больше: без хотя бы базовых расчётов невозможно добиться приемлемой стабильности работы и долговечного использования оборудования. Моделирование действия гидравлической системы, по сути, является базисом, на котором строится вся дальнейшая проектная разработка.

Таблица гидравлического расчета системы отопления. Гидравлический расчет системы отопления с естественной циркуляцией воды

Задача гидравлического расчета трубопроводов системы отопления – выбор таких сечений трубопроводов для наиболее протяженного и нагруженного циркуляционного кольца или ветви системы, по которым при располагаемом перепаде давлений в системе обеспечивается пропуск заданных расходов теплоносителя. Располагаемый перепад давлений выражает ту энергию, которая при движении жидкости по трубам может быть израсходована на преодоление сопротивления трения и местных сопротивлений.

Чтобы обеспечить надежную циркуляцию теплоносителя в системе отопления, выполняют гидравлический расчет, в результате которого определяют диаметры трубопроводов. Для этого вычерчивают схему прокладки трубопроводов (подающего и обратного) системы отопления, на которой показаны стояки, приборы. Уклоны графически не указывают, а обозначают стрелками, направленными в соответствующую сторону.

После того как схема вычерчена, устанавливают центр нагрева воды в котле (на 150 мм выше колосниковой решетки) и центр охлаждения воды в отопительных приборах (посередине прибора). Затем определяют, находится ли центр воды ниже центра ее охлаждения или наоборот, и измеряют расстояние по вертикали между указанными центрами, а также от центра нагрева воды в котле и отопительных приборах до горячего разводящего трубопровода, считая его условно проходящим на одном уровне.

Расчет системы начинают, как правило, с нумерации участков и определения их длины и тепловой загрузки. При нумерации участков надо иметь в виду, что стояки и подводки к отопительным приборам следует выделять как отдельные участки.

Затем следует выбрать основное расчетное циркуляционное кольцо. Каждое циркуляционное кольцо системы отопления представляет собой замкнутый контур последовательных участков, начиная от выхода из отопительного котла и заканчивая входом в отопительный котел.

В качестве основного расчетного циркуляционного кольца принимают:

1. в системах с попутным движением теплоносителя в магистралях для двухтрубных систем – кольцо через отопительный прибор наиболее нагруженного стояка. Затем выполняется расчет циркуляционных колец через крайние стояки (ближний и дальний);
2. в системах с тупиковым движением теплоносителя в магистралях для двухтрубных систем – кольцо через отопительный прибор наиболее удаленного стояка. Затем выполняется расчет остальных циркуляционных колец.

Подбор диаметров труб на расчетных участках и определение потерь давления в циркуляционном кольце производится по изначально заданной величине располагаемого давления для системы отопления. В этом случае диаметры участков подбираются по ориентировочной величине удельных потерь давления R _ср(методом удельных потерь давления).

В качестве исходного параметра гидравлического расчета необходимо определить величину располагаемого циркуляционного перепада давления ∆ P _Р, Па, которая в системах естественной циркуляцией равна:

(1)

где Р _е– естественное циркуляционное давление, возникающее вследствие охлаждения воды в отопительных приборах и трубах циркуляционного кольца, Па.

Гидравлический расчет системы отопления онлайн. Калькулятор трубопровода

Наш универсальный онлайн-калькулятор позволяет выполнить полный гидравлический расчет простого трубопровода , то есть определить гидравлическое сопротивление, потери напора по длине по всему участку или на 1 погонный метр, узнать средний расход воды. Расчет выполняется по принципу, описанному в СНиП 2.04.02-84 (СП 31.13330.2012) «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения», более подробно с теорией можно ознакомиться ниже. Оптимальная скорость воды в трубе от 0.6 м/с до 1.5 м/с, максимальная – 3 м/с. Обращайте внимание на единицы измерения и материал трубопровода, это важно. Для того чтобы получить результат гидравлического расчета, корректно заполните поля калькулятора и нажмите кнопку «Показать результат».

Источник: https://domastroevo.ru/stati/onlayn-raschet-soprotivleniya-truboprovoda-nomogrammy-dlya-gidravlicheskih-vychisleniy-trub

Гидравлический расчет системы отопления методичка. Гидравлический расчет отопительной системы

В настоящее время системы отопления являются сложнейшим оборудованием с адаптивным регулированием. В случае ошибок проектирования возможны сбои работы аппарата, что потребует дополнительных финансовых затрат. Чтобы правильно сконструировать систему отопления, вначале нужно рассчитать гидравлику по исходным данным. Уточним, какие параметры оптимизируют основные расходы, повысят эффективность и обеспечат стабильный рабочий режим, и как пользоваться калькулятором онлайн.

Расчет водяной системы отопления: плюсы выполнения

Ключевым элементом в водяных системах отопления (СВО) является мобильный теплоноситель в трубопроводах при изменяющемся внешнем тепловом режиме. Отопительный контур представлен тремя составляющими: тепловым генератором, транспортировочным модулем и испускающим тепло элементом конкретного участка в доме.



В теории замкнутые системы отопления полностью передают тепло с помощью носителя, но на практике происходит значительная утечка энергии. Для минимизации потерь в отопительных системах на этапе проектировки выполняют гидравлический расчет. Подсчет цифр позволяет повысить КПД установки за счет решения следующих вопросов на практике:

• Определение параметров теплового агента(количество, скорость движения теплоносителя, требуемые для сохранения теплообмена). В расчете системы осложняющим фактором является изменение воздушной температуры.
• Уменьшение денежных вложений при конструировании за счет использования материалов с нужными свойствами и в дальнейшем снижение затрат на ремонт и эксплуатацию.
• Задание стабильного рабочего порядка элементов в системах отопления для улучшения работоспособности и во избежание починки оборудования.
• Обеспечение равномерного прогрева пространства в доме, гарантия поддержки комфортной атмосферы в течение длительного времени.
• Расчет критериев эффективной, беззвучной, безопасной работы системы отопления.



Методы разводки отопительной системы

Несмотря на то, что основа проектирования СВО - это прием и передача тепловой энергии отопительных приборов помещения, реализовать проект можно различными способами. Движение по каждому участку в системах задается естественно или принудительно. В самотечных контурах отопления тепловой агент движется с помощью силы тяжести, радиаторы с принудительной циркуляцией используют насосы.



Системы отопления различаются по размерам и устройству и делятся на однотрубные и двухтрубные. Принцип их работы имеет свои особенности, что нужно учитывать в расчете характеристик оборудования. В однотрубной системе встречаются определенные схемы отопления:

• Нижняя разводка трубопроводов (в просторечии “Ленинградка”). Магистраль замыкается циклично, пройдя по помещениям, труба подается обратно к котлу. С однотрубными системами отопления связаны такие недостатки, какнеравномерность теплообмена, отсутствие регулировки теплового потока.
• Двухтрубная система отопления называется попутной системой “петли Тихельмана”. В трубопроводах коммуникации первый радиатор является началом обратки, к которому подключаются другие радиаторы. В конце происходит подвод теплоносителя в котел. Рабочий агент транспортируется прямо и обратно в одну сторону (попутно). Проект позволяет качественно усилить систему оборудования, обеспечить стабильность и отличный прогрев, но стоит дополнительных вложений.
• Лучевая веерная разводка (иногда ее обозначают коллекторной, шкафной). Источником выступает управляемый коллектор, от которого отходят остальные коммуникации. Плюсом схемы является доступность настройки температуры и выключения отдельных приборов. В системах возможна автоматизация, их удобно рассчитать и построить. К недостаткам относятся цена монтажа по причине высоких затрат на трубы.

Гидравлический расчет системы отопления excel.

Системы отопления зданий, теплотрассы, водопроводы, системы водоотведения, гидравлические схемы станков, машин – все это примеры систем, состоящих из трубопроводов. Гидравлический расчет трубопроводов — особенно сложных, разветвленных…

… — является очень непростой и громоздкой задачей. Сегодня в век компьютеров решать ее стало существенно легче при использовании специального программного обеспечения. Но хорошие специальные программы дорого стоят и есть они, как правило, только у специалистов-гидравликов.

В этой статье мы рассмотрим гидравлический расчет трубопроводов на примере расчета в Excel горизонтального участка трубопровода постоянного диаметра по двум методикам и сравним полученные результаты. Для «неспециалистов» применение представленной ниже программы позволит решить несложные «житейские» и производственные задачи. Для специалистов применение этих расчетов возможно в качестве проверочных или для выполнения быстрых простых оценок.

Как правило, гидравлический расчет трубопроводов включает в себя решение двух задач:

1. При проектировочном расчете требуется по известному расходу жидкости найти потери давления на рассматриваемом участке трубопровода. (Потери давления – это разность давлений между точкой входа и точкой выхода.)

2. При проверочном расчете (при аудите действующих систем) требуется по известному перепаду давления (разность показаний манометров на входе в трубопровод и на выходе) рассчитать расход жидкости, проходящей через трубопровод.

Приступаем к решению первой задачи. Решить вторую задачу вы сможете легко сами, используя сервис программы MS Excel «Подбор параметра». О том, как использовать этот сервис, подробно описано во второй половине статьи « Трансцендентные уравнения? «Подбор параметра» в Excel! ».

Предложенные далее расчеты в Excel, можно выполнить также в программе OOo Calc из свободно распространяемого пакета Open Office.

Правила цветового форматирования ячеек листа Excel, которые применены в статьях этого блога, детально описаны на странице   « О блоге » .

Расчет в Excel трубопроводов по формулам теоретической гидравлики.

Рассмотрим порядок и формулы расчета в Excel на примере прямого горизонтального трубопровода длиной 100 метров из трубы ø108 мм с толщиной стенки 4 мм.

Исходные данные:

1.   Расход воды через трубопровод G в т/час вводим

в ячейку D4:  45,000

в ячейку D5:  95,0

в ячейку D6:  70,0

в ячейку D7:  100,0

в ячейку D8:  100,000

6.  Эквивалентную шероховатость внутренних поверхностей труб  ∆ в мм вносим

в ячейку D9:  1,000

Выбранное значение эквивалентной шероховатости соответствует стальным старым заржавевшим трубам, находящимся в эксплуатации много лет.

Эквивалентные шероховатости для других типов и состояний труб приведены на листе «Справка» расчетного файла Excel «gidravlicheskiy-raschet-truboprovod ov .xls», ссылка на скачивание которого дана в конце статьи.

7.  Сумму коэффициентов местных сопротивлений  Σ(ξ) вписываем

в ячейку D10:  1 , 89

Мы рассматриваем пример, в котором местные сопротивления присутствуют в виде стыковых сварных швов (9 труб, 8 стыков).

Для ряда основных типов местных сопротивлений данные и формулы расчета представлены на листах «Расчет коэффициентов» и «Справка» файла Excel «gidravlicheskiy-raschet-truboprovod ov .xls».

Гидравлический расчет системы отопления программа. Требования к программному обеспечению для расчета отопления

Простой пример расчета отопления

Почему специалисты рекомендуют использовать программу для проектирования отопления? Этот вид ПО предназначен для определения характеристики системы, а также в некоторых случаях может моделировать различные ситуации в работе теплоснабжения.

Существует определенный ряд требований, которым должна соответствовать программа для расчета отопления в частном доме. Главное из них правильная методика вычислений для конкретной системы. Так,  нельзя адаптировать основные характеристики водяного теплого пола для нагрева воздуха ИК обогревателями. В функциях ПО обязательно должны быть заложены схемы расчета для каждого типа теплоснабжения.

Кроме этого программа для создания систем отопления должна иметь следующие свойства:

• Интуитивно понятный интерфейс . В первую очередь это касается полупрофессиональных и бесплатных комплексов. Каждый пользователь должен свободно владеть всеми возможностями ПО после их краткого предварительного изучения;
• Наличие справочных данных . К ним относятся технические характеристики материалов изготовления труб, радиаторов, основных видов котлов и т.д. Без них невозможно сделать корректный расчет отопления;
• Удобный вывод результатов . Он должен быть в двух видах – табличный и графический. Каждая программа для составления схем отопления должна иметь возможность визуализировать результат в виде готового проекта с функцией распечатки.

Результатом вычислений с помощью специализированного ПО является полная информация о будущей системе теплоснабжения. В него входят гидравлический, температурный расчет, а также готовая схема разводки трубопроводов и места установки отопительных приборов.

Каждая программа для моделирования отопления может быть платная, бесплатная или условно бесплатная. В последнем случае пользователю предоставляется ограниченный функционал.

Пример гидравлического расчета двухтрубной системы отопления. Гидравлический расчет 2-трубной системы отопления

• Гидравлический расчет отопительной системы с учетом трубопроводов
• Пример гидравлического расчета двухтрубной гравитационной системы отопления

Для чего нужен гидравлический расчет двухтрубной системы отопления
Каждое здание индивидуально. В связи с этим отопление с определением количества тепла будет индивидуальным. Сделать это можно при помощи гидравлического расчета, при этом облегчить задачу может программа и таблица расчета.

Расчет системы отопления дома начинают с выбора топлива, исходя из учета потребностей и особенностей инфраструктуры местности, где расположен дом.

Цель гидравлического расчета, программа и таблица которого есть в сети, заключается в следующем:

• определение количества нагревательных приборов, которые необходимы;
• подсчет диаметра и количества трубопроводов;
• определение возможной потери отопления.

Все подсчеты должны производиться по схеме отопления со всеми элементами, которые входят в систему. Подобная схема и таблица должны быть предварительно составлены. Для проведения гидравлического расчета понадобится программа, аксонометрическая таблица и формулы.

Двухтрубная система отопления частного дома с нижней разводкой.

За расчетный объект принимается более нагруженное кольцо трубопровода, после чего определяется необходимое сечение трубопровода, возможные потери давления всего контура отопления, оптимальная площадь поверхности радиаторов.

Проведение подобного расчета, для чего используется таблица и программа, может создать четкую картину с распределением всех сопротивлений в контуре отопления, которые существуют, а также позволяет получить точные параметры температурного режима, расхода воды в каждой части отопления.

Гидравлический расчет в результате должен выстроить наиболее оптимальный план отопления собственного дома. Не нужно полагаться исключительно на свою интуицию. Таблица и программа расчета упростят процесс.