Расчет двухтрубной системы отопления. Виды систем отопления
- Расчет двухтрубной системы отопления. Виды систем отопления
- Пример гидравлического расчета двухтрубной системы отопления. Расчет двухтрубной системы отопления с гидравлическим описанием
- Расчет однотрубной системы отопления онлайн. Расчет однотрубной системы отопления с примерами
- Гидравлический расчет системы отопления программа. Программа HERZ C.O.
- Гидравлический расчет системы отопления -- пример. Пример №6 - Самая важная ошибка в гидравлическом расчете системы отопления
- Гидравлический расчет системы отопления онлайн. Калькулятор трубопровода
- Гидравлический расчет системы отопления excel.
Расчет двухтрубной системы отопления. Виды систем отопления
Задачи инженерных расчётов такого рода осложняются высоким разнообразием систем отопления, как с точки зрения масштабности, так и в плане конфигурации. Различают несколько видов отопительных развязок, в каждой из которых действуют свои закономерности:
1. Двухтрубная тупиковая систем а — наиболее распространённый вариант устройства, неплохо подходящий для организации как центральных, так и индивидуальных контуров обогрева.
Двухтрубная тупиковая система отопления
2. Однотрубная система или «Ленинградка» считается лучшим способом устройства гражданских отопительных комплексов тепловой мощностью до 30–35 кВт.
Однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией: 1 — котёл отопления; 2 — группа безопасности; 3 — радиаторы отопления; 4 — кран Маевского; 5 — расширительный бак; 6 — циркуляционный насос; 7 — слив
3. Двухтрубная система попутного типа — наиболее материалоёмкий вид развязки отопительных контуров, отличающийся при этом наивысшей из известных стабильностью работы и качеством распределения теплоносителя.
Двухтрубная попутная система отопления (петля Тихельмана)
4. Лучевая разводка во многом схожа с двухтрубной попуткой, но при этом все органы управления системой вынесены в одну точку — на коллекторный узел.
Лучевая схема отопления: 1 — котёл; 2 — расширительный бак; 3 — коллектор подачи; 4 — радиаторы отопления; 5 — коллектор обратки; 6 — циркуляционный насос
Прежде чем приступить к прикладной стороне расчётов, нужно сделать пару важных предупреждений. В первую очередь нужно усвоить, что ключ к качественному расчёту лежит в понимании принципов работы жидкостных систем на интуитивном уровне. Без этого рассмотрение каждой отдельно взятой развязки превращается в переплетение сложных математических выкладок. Второе — практическая невозможность изложить в рамках одного обзора больше, чем базовые понятия, за более подробными разъяснениями лучше обратиться к такой литературе по расчёту отопительных систем:
- Пырков В. В. «Гидравлическое регулирование систем отопления и охлаждения. Теория и практика» 2-е издание, 2010 г.
- Р. Яушовец «Гидравлика — сердце водяного отопления».
- Пособие «Гидравлика котельных» от компании De Dietrich.
- А. Савельев «Отопление дома. Расчёт и монтаж систем».
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.
Расчет однотрубной системы отопления онлайн. Расчет однотрубной системы отопления с примерами
Наверное, нет смысла подвергать сомнению утверждение, что автономный обогрев собственного жилища имеет ряд преимуществ перед централизованными системами отопления. Единственным недостатком можно считать достаточно большие первоначальные вложения, львиную долю которых составляет проведение гидравлического расчета однотрубной системы отопления. В этой публикации будет рассказано, как самостоятельно рассчитать однотрубную отопительную систему (СО) для небольшого помещения или частного дома.
Сбор данных и подготовительные расчеты
Прежде всего ответим, для чего нужен гидравлический расчет?
- Для эффективного обогрева всех помещений независимо от внешней и внутренней температуры воздуха.
- Для снижения эксплуатационных затрат, которые возникают в процессе работы отопительного оборудования.
- Для снижения затрат, связанных с приобретением оборудования и материалов. Это касается грамотного подбора диаметров трубопровода на каждом участке отопительной системы.
- Для снижения уровня шума, связанного с движением теплоносителя по контуру.
- Для стабильной работы отопительной системы.
Для того чтобы сделать расчет системы отопления (в этом повествовании будет говориться исключительно об однотрубной схеме с принудительной циркуляцией теплоносителя), необходимо получить следующие данные:
- Необходимую мощность теплогенератора.
- Мощность и количество радиаторов для каждого отапливаемого помещения.
- Диаметр и протяженность отопительного контура.
Имея на руках искомые данные можно переходить к подбору циркуляционного насоса, расчетам количества теплоносителя, емкости расширительного бака и настройки группы безопасности. Теперь обо всем по порядку.
Расчет тепловой производительности котельной установки
Итак, вы решили создавать однотрубную систему отопления частного дома своими руками. Первое, что нужно сделать, чтобы узнать искомую величину мощности теплогенератора – это произвести расчет теплопотерь каждого отапливаемого помещения. Как известно, основные потери тепла исходят от:
- Наружных стен.
- Потолка.
- Пола.
- Окон.
На примере рассмотрим теплопотери угловой комнаты, с размерами 6 х 3 метра, двумя окнами 1,5 х 1,2 м, и высотой потолков 2,5 м.
- Наружные стены (S1) = (6 х 2,5)+(3 х 2,5)-2 (1,5 х 1,2); S1= 15+7,5-3,6=18,9 м2
- Окна (S2) = 2(1,5 х 1,2)= 3,6 м2
- Пол (S3) = 18 м2
- Потолок (S4) =18 м2
Применяем формулу расчета теплопотерь (Q) = k; для наружных стен k = 62; для окон k = 135; для пола k = 35; для потолка k = 27. Подставляем необходимые значения.
- Q1 = 18,9 х 62 = 1171,8 Вт или 1,172 кВт;
- Q2 = 3,6 х 135 = 486 Вт или 0,486 кВт;
- Q3 = 18 х 35 = 630 Вт или 0,63 кВт
- Q4 = 18 х 27 = 486 Вт или 0,486 кВт;
Теперь суммируем все теплопотери для выявления необходимого количества тепла, которого необходимо для конкретного помещения = 2,774 кВт;
Те же действия необходимы для каждого отдельного помещения. Суммируя теплопотери можно сделать вывод о необходимой производительности котельной установки. Есть методика менее точная, но достаточно надежная и быстрая: необходимо использовать удельную мощность котлоагрегата рекомендованную в зависимости от региона.
Тепловую производительность котельной установки можно высчитать, используя Wк = Wуд х S/10; где:
Wк = мощность котлоагрегата;
Wуд = рекомендованная удельная мощность, представленная на рис.;
S/10 = площадь обогреваемого помещения на 10 м3.
Теперь, когда, есть данные о мощности котлоагрегата, необходимого для обогрева дома, можно приступать к чертежам контура отопительной системы, прикидывать место размещения радиаторов отопления.
Расчет количества и мощности батарей
Как в однотрубном подключение радиаторов отопления, так и в двухтрубных схемах, эффективность отопления конкретного помещения зависит не только от количества секций радиаторов, их конструкции, материала, из которого они изготовлены, площади поверхности и способа подсоединения к магистральному трубопроводу, но и от материала стен и способа утепления, теплопотерь в окнах и пр.
Воспользуемся рекомендованными данными, которые можно найти в специализированной литературе. 1 м3в кирпичном доме требует приблизительно 0.034 кВт тепла для поддержания комфортной температуры; в доме из СИП – панелей – 0,041 кВт; в кирпичном доме с утепленными: перекрытием, чердаком, несущими стенами, фундаментом – 0,02 кВт.
Для примера, рассмотрим подбор батарей для комнаты 18 м2с высотой потолков 2,5 м. в кирпичном доме. (0,034 кВт).
- Узнаем объем помещения: 18 х 2,5 = 45 м3.
- Рассчитываем, сколько необходимо тепловой энергии для данной комнаты: 45 х 0,034 = 1,53 кВт
Теперь нужно воспользоваться таблицей, с характеристиками батарей.
На рисунке показаны основные характеристики наиболее распространенных радиаторов. Исходя из представленных данных, лучшее соотношение характеристик и стоимости у алюминиевых батарей. Нам необходимы данные о мощности одной секции, нижняя граница которой равна 0,175 кВт.
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 -- пример. Пример №6 - Самая важная ошибка в гидравлическом расчете системы отопления
На примерах №1 - №5 мы понимаем как программа рассчитывает потери в основном циркуляционном кольце. Теперь усложним задачу, разделим потребителя на два полностью идентичных по характеристикам.
Приведем расчетную схему к виду, более похожему на стандартный этажный распределительный коллектор системы отопления.
Напор насоса увеличился с 2.28 м.в.с. до 2.7 м.в.с. по сравнению с примером №5. Увеличение напора вызвано появлением дополнительного сопротивления от нового оборудования на трубопроводах:
- распределительный коллектор на подающем трубопроводе
- ручной регулятор расхода на подаче
- теплосчетчик на подаче
- шаровый кран для подключения датчика температуры от теплосчетчика на обратке.
Дробление потребителя на 2 равные части не повлияло на общий расход и напор, т.к. два потребители подключены паралельно и они идентичны.
Программа Auditor C.O. версии 3.8., в данном случае, рассчитывает главное циркуляционное кольцо следующим образом:
Отсутствие балансировочной арматуры на трубопроводе потребителя №2, привело к появлению первой ошибки в расчете.
Другими словами, через потребителя №2 будет проходить на 21% больше теплоносителя, т.к. он имеет меньшее сопротивление. Следовательно, у потребителя №1 будет "холодно", а у потребителя №2 "жарко". Это самая часто возникающая и самая важная ошибка в гидравлическом расчете.
Данная ошибка решается двумя путями:
- Удалением с трубопровода потребителя №1 балансировочного клапана, чтобы выровнять сопротивления, а следовательно и расходы.
- Установкой балансирующего клапана, например клапан Sanext STP на трубопровод №2, для таких же целей.
Диаметр и настройка клапана №2 будет равна клапану №1, т.к. параметры потребителей №1 и №2 одинаковы.
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».
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».
