Как провести гидравлические расчеты системы отопления. Цели и задачи гидравлического расчёта

Как провести гидравлические расчеты системы отопления. 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.

Гидравлический расчет системы отопления программа. Программа HERZ C.O.

Программа HERZ C.O. предназначена для гидравлического расчета одно- и двухтрубных систем отопления и охлаждения, при проектировании новых систем, а также для регулирования существующих в реконструируемых зданиях (например, после утепления здания), имеет возможность расчета систем, где теплоносителем являются гликолиевые смеси.

Программа предоставляет возможность для выполнения полностью всех гидравлических расчетов оборудования, в рамках которых:

• подбираются диаметры трубопроводов;
• анализируется расход воды в проектируемом оборудовании;
• определяются потери давления в оборудовании;
• определяются гидравлические сопротивления циркуляционных колец, с учетом гравитационного давления, связанного с охлаждением воды в трубопроводах и потребителях тепла;
• подбираются настройки регуляторов разницы давления, устанавливаемых в местах выбранных проектировщиком (основание стояков, разветвления и т.д.);
• учитываются требуемые авторитеты термостатических вентилей;
• уменьшается избыток давления в циркуляционных кольцах путем подбора предварительных настроек вентилей;
• учитывается необходимость для обеспечения соответствующего гидравлического сопротивления участка с потребителем тепла.

В программе применено много решений, облегчающих и улучшающих работу. Наиважнейшие из них это:

• графический процесс ввода данных;
• представление итогов расчетов на схеме и поэтажных планах;
• развитая контекстная справочная система, вызывающая информацию, как об отдельных командах программы, так и подсказку относительно вводимых данных;
• многооконная среда, позволяющая одновременно просматривать много типов данных, итогов и т.д.;
• простая совместная работа с принтером и плоттером, функция предварительного просмотра страниц перед печатью и выводом на плоттер;
• богатая диагностика ошибок и функция их автоматического поиска, как в таблице, так и на схеме;
• быстрый доступ к каталожным данным труб, отопительных приборов и арматуры.

Гидравлический расчет системы отопления excel. Что такое гидравлический расчет

Гидравлический расчет делают только для крупных контуров обогрева.

Принцип работы водяной системы отопления заключается в том, что по трубам и батареям циркулирует теплоноситель. Это жидкость (вода или антифриз ) которая нагревается в котле и потом прогоняется по всему контуру циркуляционным насосом или благодаря силе гравитации.

Теплоноситель во время циркуляции встречает гидравлическое сопротивление. Кроме этого, жидкость немного останавливается из-за трения об стенки труб. Гидравлический расчет систем отопления выполняется для того, чтобы вычислить оптимальное значение сопротивления контура, при котором скорость теплоносителя будет в пределах нормы (2-3 м/с для герметичного контура). По заключению вычислений мы узнаем следующие ключевые параметры:

диаметр труб для контура;
• мощность циркуляционного насоса;
• количество оборотов для регулировки балансировочных клапанов на каждом радиаторе.

Независимо от того где выполнялся гидравлический расчет системы отопления, на онлайн калькуляторе или в Excel, его пользу  сложно переоценить. Так как одним выстрелом мы убиваем двух зайцев: контур работает, как часы и нет перерасхода средств, ведь мы точно будем знать оптимальные параметры элементов системы.

Гидравлический расчет нужно делать только для больших систем отопления, которые обогревают дома с площадью от 200 м. кв. Для маленьких контуров это необязательно.

Специалисты делают гидравлический расчет системы отопления в Excel таблице. Это очень сложный процесс, который под силу далеко не всем людям с профильным образованием, не говоря уже о дилетантах. Нужно разбираться в теплотехнике, гидравлике, знать основы монтажа и многое другое. Получить эти знания можно только в высшем учебном заведении. Есть специализированные программы для гидравлического расчета системы отопления. Но опять же работать с ними могут только люди, имеющие профильное образование.

Гидравлический расчет системы отопления в Excel

Гидравлический расчет - это сложный процесс, который выполняется для определения оптимального значения сопротивления контура, при котором скорость теплоносителя будет находится в пределах нормы (2-3 м/с для герметичного контура).

Гидравлический расчет системы отопления выполняется для крупных контуров обогрева, обогревающих дома с площадью от 200 м. кв. и более. Для маленьких контуров это не обязательно.

Для выполнения гидравлического расчета системы отопления необходимы знания в области теплотехники, гидравлики, основы монтажа и других специализированных областях. Получить эти знания можно только в высшем учебном заведении.

Специалисты используют для выполнения гидравлического расчета системы отопления таблицы в Microsoft Excel. Это сложный процесс, который под силу далеко не всем людям с профильным образованием, не говоря уже о дилетантах.

Существуют также специализированные программы для гидравлического расчета системы отопления, но работать с ними могут только люди, имеющие профильное образование.

Цель гидравлического расчета

Цель гидравлического расчета - это определить оптимальное значение сопротивления контура, при котором скорость теплоносителя будет находится в пределах нормы.

Параметры, которые вычисляются при гидравлическом расчете

• Оptimal value of resistance
• Speed of the fluid
• Pressure drop
• Flow rate

Когда гидравлический расчет необходим

Гидравлический расчет необходим для крупных контуров обогрева, обогревающих дома с площадью от 200 м. кв. и более.

Как выполняется гидравлический расчет

Гидравлический расчет выполняется в таблице Microsoft Excel с использованием специализированных программ и знаний в области теплотехники, гидравлики и основы монтажа.

Гидравлический расчет системы отопления онлайн. Информация по назначению калькулятора

О нлайн калькулятор водяного теплого пола предназначен для расчета основных тепловых и гидравлических параметров системы, расчета диаметра и длины трубы. Калькулятор предоставляет возможность осуществить расчет теплого пола, реализованного «мокрым» способом с обустройством монолитного пола из цементно-песчаного раствора или бетона, а также с реализацией «сухим» методом, с использованием тепло-распределяющих пластин. Устройство системы ТП «сухим» методом предпочтительно для деревянных полов и перекрытий.

При завышении предельно допустимых значений основных параметров, калькулятор укажет на ошибки.

Т епловые потоки, направленные снизу-вверх, являются наиболее предпочтительными и комфортными для человеческого восприятия. Именно поэтому обогрев помещений теплыми полами становится наиболее популярным решением по сравнению с настенными источниками тепла. Нагревательные элементы такой системы не занимают дополнительного места в отличие от настенных радиаторов.

П равильно спроектированные и реализованные системы теплого пола являются современным и комфортным источником обогрева помещений. Использование современных и качественных материалов, а также правильных расчетов, позволяет создать эффективную и надежную систему отопления со сроком службы не менее 50 лет.

С истема теплого пола может выступать единственным источником обогрева помещения только в регионах с теплым климатом и с использованием энерго-эффективных материалов. При недостаточном тепловом потоке обязательно применение дополнительных источников тепла.

П олученные расчеты будут особенно полезны тем, кто планирует реализовать систему отопления теплого пола своими руками в частном доме.

Для более точного расчета обязательно обратитесь к квалифицированным специалистам в вашем регионе!

Источник: https://alyuminievye-batarei.aystroika.info/stati/raschet-gidravliki-sistemy-otopleniya-gidravlicheskiy-raschet-sistemy-otopleniya

Гидравлический расчет лучевой системы отопления. Задачи и последовательность гидравлического расчета системы отопления

Гидравлический расчет наряду с использованием и правильной установкой регулирующей арматуры в современных системах отопления является гарантией эффективной работы.

Основные моменты эффективной работы системы отопления заключаются в:

• подаче теплоносителя к отопительным приборам в количестве, достаточном для обеспечения теплового баланса помещений при изменяющейся температуре наружного воздуха и задаваемой пользователем помещения температуры внутреннего воздуха (в пределах нормируемой для данного функционального назначения помещения);
• минимизации эксплуатационных затрат, в том числе энергетических, на преодоление гидравлического сопротивления системы;
• минимизации капиталовложений при строительстве системы отопления, зависящей, в том числе, от принятых диаметров трубопроводов;
• бесшумности, надежности и стабильности работы системы отопления.

Для обеспечения соответствия систем отопления перечисленным требованиям следует решить следующие задачи, которые реализуются в процессе гидравлического расчета:

1. определить диаметры трубопроводов на участках системы отопления с учетом рекомендованных и экономически целесообразных скоростей движения теплоносителя;
2. рассчитать гидравлические потери давления на участках системы;
3. выполнить гидравлическую увязку параллельных приборных и других ветвей системы, с использованием регулирующей арматуры для динамической балансировки при нестационарных тепловых и гидравлических режимах работы системы отопления;
4. определить потери давления и расход теплоносителя в системе отопления.

Гидравлический расчет является наиболее сложным, трудоемким и важным этапом при проектировании водяных систем отопления. Перед его проведением должны быть выполненны­ми следующие расчетно-графические работы:

• определен тепловой баланс отапливаемых помещений;
• выбран тип отопительных приборов или теплообменных поверхностей и выполнено их размещение в отапливаемых помещениях на планах здания;
• приняты принципиальные решения по конфигурации системы водяного отопления (размещению источника теплоты, трассировке магистральных трубопроводов и приборных веток), типу используемых трубопроводов, запорной и регулирующей арматуры (вентилей, кранов, клапанов и регуляторов давления, расхода, терморегуляторов);
• вычерчена схема системы отопления (желательно аксонометрическая) с указанием номера, тепловых нагрузок и длин расчетных участков;
• определено главное циркуляционное кольцо — замкнутый контур, который включает последовательные участки трубопроводов с максимальным расходом теплоносителя от источника тепловой энергии к наиболее отдаленному отопительному прибору (для двухтрубной системы) или приборной ветке-стояку (при однотрубной системе) и назад к источнику теплоты.

Расчетным участком трубопровода является участок постоянного диаметра с неизменным расходом теплоносителя, определенным по тепловому балансу помещений. Нумерацию рас­четных участков начинают от источника теплоты (ИТП или теплогенератора). Узловые точки в местах ответвлений на подающем магистральном трубопроводе, как правило, обозначают заглавными буквами алфавита; в соответствующих узлах на сборных магистральных трубопроводах их указывают со штрихом.

Узловые точки в местах ответвлений распределительных приборных веток (стояков) обозначают арабскими цифрами, которые отвечают номеру этажа в горизонтальных системах или номеру приборной ветки-стояка в вертикальных системах; в узлах сбора потоков теплоносителя эти номера указывают со штрихом. Номер каждого расчетного участка состоит из двух букв или цифр, которые отвечают началу и концу участка.

Нумерацию приборных веток (стояков) в вертикальных системах отопления рекомендуется выполнять арабскими цифрами по часовой стрелке по периметру здания, начиная от квартиры, расположенной в верхний левой части плана этажа.

Длины участков трубопроводов системы отопления с точностью до 0,1 м определяют по планам, вычерченным в масштабе.

Тепловая нагрузка расчетного участка равняется тепловому потоку, который должен передать (на подающих трубопроводах) или передал (на обратных трубопроводах) теплоноситель, который транспортируется на участке. Тепловая нагрузка расчетных участков системы магистральных распределительных и сборных трубопроводов с округлением до 10 Вт вычисляют после нанесения тепловой нагрузки на все отопительные приборы и приборные ветки. Как правило, тепловую нагрузку расчетного участка Q_i-j , Вт, указывают над выносной линией, а длину участка l_i-j в метрах — под выносной линией.

Зная количество теплоты на i-j -участке системы отопления Q_i-j — которое транспортирует теплоноситель с температурами в t_г подающем и t_о в обратном трубопроводах, можно определить необходимый расход теплоносителя на соответствующих участках системы отопления

(1)

где:
с = 4,2 кДж/(кг·°С) — удельная теплоемкость воды;
t_г — расчетная температура горячего теплоносителя в системе отопления, °С;
t_о — расчетная температура охлажденного теплоносителя в системе отопления, °С.

Пример гидравлического расчета двухтрубной системы отопления. Расчет двухтрубной системы отопления с гидравлическим описанием

Время диктует такие условия, при которых человек ищет для себя наиболее экономичный выход из положения. Что является сейчас основным в жизни каждой семьи?

На первом месте среди прочих коммунальных удобств – отопление. Отопление пошло по пути индивидуального формата. Это связано и с простотой подбора более комфортного уровня в квартире или доме, и по экономическим соображениям.

Котельная центрального отопления очень часто не рассчитана на остановки-пуски. Трубопроводы теплотрасс изношены настолько, что лишний пуск выявляет целый ряд порывов в системе.

А индивидуальный вариант отопления  не несет никаких проблем. Жарко – отрегулировал температуру, холодно – отрегулировал температуру. А если на улице оттепель, то можно и выключить индивидуальный котел.

Недостатки двухтрубной системы

Но человек не останавливается на достигнутом рубеже. Если в вашем доме смонтирована система индивидуального отопления, то вы можете наблюдать такую ситуацию, при которой в дальних комнатах температура ниже, чем в ближайших от котла комнатах.

В чем причина? А причина скрыта в том, что монтажники (чтобы не морочить себе голову) выполняют монтаж теплопровода в вашем доме вездетрубой одного диаметра.

В тупиковых двух трубных системах отопления движение горячей воды в подающей магистрали противоположно движению остывшей воды в обратной магистрали.

В двух трубной тупиковой  схеме, длина циркуляционных колец неодинакова, чем дальше от котла расположен нагревательный прибор, тем больше протяженность циркуляционного кольца, и наоборот, чем ближе отопительный прибор расположен к главному стояку, тем меньше протяженность циркуляционного кольца.

В тупиковых системах добиться одинаковых сопротивлений в коротких и более отдаленных циркуляционных кольцах трудно, поэтому отопительные приборы, близко расположенные к главному стояку, будут прогреваться значительно лучше.

При этом нарушается тепловой баланс. Поэтому в последней комнате у вас температура будет ниже, чем в первой.

Особенно это ощутимо в морозные ночи. Конечно, как-то сбалансировать обогрев можно, если открыть все внутренние двери, но ведь это не всегда возможно.

Обычно закрыты двери в детскую комнату, в комнату, где старшие дети выполняют домашнее задание и т.д.

 Решения проблемы в системе отопления.

Многие специалисты советуют регулировать температуру в отдельных комнатах с помощью обратных вентилей или кранов . Да, это дает шанс, но настроить может только специалист , и настройка продержится до ближайшего изменения температуры на улице. Есть ли другие варианты соблюдения теплового баланса? Да , такие варианты существуют. Вот один из них – двухтрубная  отопительная система, с разностью диаметров.

Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления.

В чем смысл этого предложения? Смысл очень простой, но, в то же время, потребует несколько иного отношения к монтажу.

Если у вас установлен отопительный котел с выходным диаметром 32 мм, то трубная разводка выстраивается следующим образом.

До первого тройника вы монтируете трубу диаметром 32 мм.

От первого тройника на радиатор отходит труба 16 мм, т.е. минимального диаметра.

От первого тройника до второго монтируется труба диаметром 25 мм.

Со второго тройника на радиатор уходит труба опять же диаметром 16 мм.

Между вторым и третьим радиатором монтируется труба диаметром 20 мм, и на радиатор отходит труба 16 мм.

Такая система автоматически соблюдает регулировку обогрева разных комнат или помещений.

Принципы монтажа двухтрубной системы

Как вы заметили – везде на радиаторы отходит труба диаметром 16 мм. А как поступить, если радиаторов больше?

В таком случае выходную трубу с диаметром 32 мм разделяем на два плеча диаметром по 25 мм, далее на два плеча, а от них на два радиатора.

Дальше идет два плеча диаметром 20 мм. Если этого недостаточно, то можно завершить разводку двумя плечами диаметром 16 мм. При этом количество радиаторов увеличится до восьми.

Если при подобном варианте трубной схемы температура в разных комнатах будет все равно несколько различаться, то для подгонки параметров необходимо будет провести регулировку вентилями или кранами на радиаторах

.

Описанная схема походит для котла отопления с выходом 32 мм, но существуют котлы и с другими диаметрами выходного патрубка. Для каждого диаметра придется подбирать диаметры труб.

Необходимо учитывать, что при увеличении количества радиаторов будет уменьшаться эффективность системы в целом.