Beregning af hydraulisk opvarmning. Sådan foretages en hydraulisk beregning af varmesystemet

    Følg Google+ Facebook Twitter

Rss

Moderne opvarmningssystemer har en grundlæggende anden tilgang til regulering - dette er ikke en installationsproces, før man starter med efterfølgende drift i en konstant hydraulisk tilstand, dette er systemer med et konstant skiftende termisk regime under drift, hvilket derfor kræver udstyr til at spore disse ændringer og svare på dem. Nye tilgange, løsninger, materialer og design i varmesystemer udvikler disse allerede meget komplekse og dynamiske systemer. Under disse forhold skal specialister være dygtige i mangfoldigheden og detaljerne ved brugen af ​​moderne reguleringsventiler til implementering af højteknologiske og energieffektive varmesystemer med optimerede kapitalomkostninger.

Opgaver og rækkefølge af hydraulisk beregning af varmesystemet

Hydraulisk beregning sammen med brug og korrekt installation af kontrolventiler i moderne varmesystemer er en garanti for effektiv drift.

Hovedpunkterne i den effektive drift af varmesystemet er:

    tilførsel af kølemiddel til varmeindretningerne i en mængde, der er tilstrækkelig til at sikre lokalets termiske balance med en varierende udetemperatur og den indendørs lufttemperatur, der er indstillet af brugeren af ​​rummet (inden for rammerne for det rum, der er normaliseret til dette funktionelle formål ); minimering af driftsomkostninger, herunder energiomkostninger, for at overvinde systemets hydrauliske modstand minimering af kapitalinvesteringer i opførelsen af ​​et varmesystem afhængigt af bl.a. de vedtagne rørdiametre støjløshed, pålidelighed og stabilitet i varmesystemet.

For at sikre, at varmesystemer overholder de anførte krav, skal følgende opgaver løses, som implementeres i den hydrauliske beregningsproces:

bestemme rørledningsdiameterne i sektioner af varmesystemet under hensyntagen til de anbefalede og økonomisk gennemførlige hastigheder for kølemidlet beregne hydrauliske tryktab i sektioner af systemet udføre hydraulisk afbalancering af parallelle instrumentale og andre grene af systemet ved hjælp af kontrolventiler til dynamisk afbalancering under ikke-stationære termiske og hydrauliske driftsformer for varmesystemet bestemme tryktabet og flowhastigheden for varmemidlet i varmesystemet.

Hydraulisk beregning er det sværeste, mest tidskrævende og vigtige trin i designet af vandopvarmningssystemer. Inden det udføres, skal følgende beregnings- og grafiske arbejder udføres:

    varmebalancen i de opvarmede lokaler er bestemt typen af ​​varmeenheder eller varmevekslingsoverflader blev valgt, og deres placering i de opvarmede rum blev udført på byggeplanerne; der blev taget grundlæggende beslutninger om konfigurationen af ​​vandvarmesystemet (placering af varmekilden, ledning af hovedrørledninger og instrumentgrene), typen af ​​rørledninger, afspærrings- og kontrolventiler (ventiler, haner, ventiler og trykregulatorer, strømningshastighed, termostater); et diagram over varmesystemet er tegnet (fortrinsvis aksonometrisk) med en angivelse af antallet, varmebelastningen og længderne af de beregnede sektioner; hovedcirkulationsringen bestemmes - en lukket sløjfe, der inkluderer successive sektioner af rørledninger med en maksimal strømningshastighed for varmebæreren fra kilden til termisk energi til den fjerneste opvarmningsenhed (til et to-rørsystem) eller en instrumentgren -stigerør (til et enkeltrørs system) og tilbage til varmekilden.

Den beregnede sektion af rørledningen er en sektion med konstant diameter med en konstant strømningshastighed for kølemidlet, bestemt af lokalets varmebalance.Nummereringen af ​​de beregnede sektioner begynder fra varmekilden (ITP eller varmegenerator). Knudepunkterne ved forgreningspunkterne på forsyningens hovedrørledning er som regel betegnet med store bogstaver i alfabetet; i de tilsvarende knudepunkter på de præfabrikerede hovedrørledninger er de angivet med et slagtilfælde.

Få fuld tekst

Vejledere

Unified State Exam

Eksamensbevis

Knudepunkterne ved forgreningspunkterne i fordelingsanordningens forgreninger (stigrør) er betegnet med arabiske tal, der svarer til gulvetallet i vandrette systemer eller antallet af enhedens forgreningsstigning i lodrette systemer i noderne til opsamling af kølervæskestrømme er disse tal angivet med et primtal. Antallet af hvert beregnede afsnit består af to bogstaver eller tal, der svarer til begyndelsen og slutningen af ​​sektionen.

Det anbefales at nummerere instrumentgrene (stigrør) i lodrette varmesystemer med arabiske tal med uret langs bygningens omkreds, startende fra lejligheden øverst til venstre i grundplanen.

Længderne af sektionerne af rørledninger til varmesystemet med en nøjagtighed på 0,1 m bestemmes i henhold til planer tegnet i målestok.

Varmebelastningen for det beregnede afsnit er lig med den varmestrøm, der skal overføre (på forsyningsrørledningerne) eller overføre (på returledningerne) kølevæsken, der transporteres på sektionen. Varmebelastningen for de beregnede sektioner af systemet med hovedfordeling og præfabrikerede rørledninger med afrunding til 10 W beregnes efter påføring af varmebelastningen på alle varmeenheder og instrumentgrene. Som regel varmebelastningen for det beregnede område Qi-j

, W, angiver over forlængelseslinjen og længden af ​​sektionen
li-j
i meter - under forlængelseslinjen.

At kende mængden af ​​varme på i-j

-sektion af varmesystemet
Qi-j
- som transporterer kølemidlet med temperaturer i
tg
servering og
til
i returledningerne kan du bestemme den krævede strømningshastighed for varmemediet i de tilsvarende sektioner af varmesystemet

(1)

Hvor: fra

= 4,2 kJ / (kg ° C) - vandets specifikke varmekapacitet;
tg
- designtemperatur for det varme kølevæske i varmesystemet, ° С
til
- designtemperatur for den afkølede varmebærer i varmesystemet, ° С.

Programoversigt

For at gøre det nemmere ved beregninger anvendes beregningsprogrammer for amatør- og professionelhydraulik.

Den mest populære er Excel.

Du kan bruge onlineberegningen i Excel Online, CombiMix 1.0 eller den online hydrauliske beregningsberegner. Det stationære program vælges under hensyntagen til projektets krav.

Den største vanskelighed ved at arbejde med sådanne programmer er manglen på kendskab til det grundlæggende i hydraulik. I nogle af dem er der ingen afkodning af formler, funktionerne ved forgrening af rørledninger og beregning af modstande i komplekse kredsløb overvejes ikke.

  • HERZ C.O. 3.5 - beregner ved hjælp af metoden til specifikt lineært tryktab.
  • DanfossCO og OvertopCO - kan tælle naturlige cirkulationssystemer.
  • "Flow" (Potok) - giver dig mulighed for at anvende en beregningsmetode med en variabel (glidende) temperaturforskel over stigrørene.

Det er nødvendigt at præcisere parametrene for indtastning af data om temperatur - i Kelvin / Celsius.

· Fald i systemets ydeevne (stigning i termisk inerti).

For at sikre minimering af kapitalomkostninger i henhold til den anden økonomiske tilstand - rørledningerne og armaturernes diameter skal være den mindste, men ikke ved kølevæskens designstrømningshastighed, til udseendet af hydraulisk støj i rørledningerne og lukkes sluknings- og kontrolventiler i varmesystemet, der forekommer ved værdier af kølemiddelhastigheden på 0,6-1, 5 m / s afhængigt af værdien af ​​koefficienten for lokal modstand.

Naturligvis er der med den modsatte retning af ovenstående krav til størrelsen af ​​den bestemte rørledningsdiameter et område med rimelige værdier for kølemidlets bevægelseshastighed.Som erfaringerne med konstruktion og drift af varmesystemer samt en sammenligning af kapital- og driftsomkostninger viser, er det optimale område af værdier for kølemiddelets bevægelseshastighed i området 0,3 ... 0,7 Frk. I dette tilfælde vil det specifikke tryktab være 45 ... 280 Pa / m for polymerrørledninger og 60 ... 480 Pa / m for stålvand- og gasrør.

Under hensyntagen til de højere omkostninger ved rørledninger fremstillet af polymermaterialer tilrådes det at overholde højere hastigheder af kølemiddelbevægelsen i dem for at forhindre en stigning i kapitalinvesteringer under konstruktion. Samtidig vil driftsomkostningerne (hydrauliske tryktab) i rør fremstillet af polymere materialer være mindre eller forblive på det samme niveau sammenlignet med stålrør på grund af en signifikant lavere værdi af hydraulisk friktionskoefficient.

Få fuld tekst

For at bestemme rørledningens indvendige diameter dvn

ved det beregnede afsnit af varmesystemet med en kendt transporteret varmestrøm og temperaturforskel i forsynings- og returledningerne
∆tco
= 90 - 70 = 20 ° C (til opvarmningssystemer med to rør) eller varmebærers strømningshastighed, er det praktisk at bruge tabel 1.

Tabel 1. Bestemmelse af den indre diameter af rørledninger til varmesystemet


Det yderligere valg af rørledninger til tekniske livsstøttesystemer, herunder opvarmning, er at bestemme den type rør, der under de planlagte driftsforhold vil give maksimal pålidelighed og holdbarhed. Sådanne høje krav forklares med det faktum, at rørledninger til varmt- og koldtvandsforsyningssystemer, varme, varmeforsyningssystemer til ventilation og aircondition, gasforsyning og andre tekniske systemer passerer næsten hele bygningens volumen.

tabel 2


Omkostningerne ved rørledninger til alle tekniske systemer i forhold til bygningens omkostninger er mindre end 0,1%, og en ulykke eller udskiftning af rørledninger, når deres levetid er mindre end bygningens levetid, fører til betydelige ekstraomkostninger til kosmetik eller større reparationer, for ikke at nævne de mulige tab i tilfælde af en ulykke for restaureringsudstyr og materialeværdier i bygningen.

Alle industrielle rør, der anvendes i varmesystemer, kan opdeles i to store grupper - metallisk og ikke-metallisk. Det vigtigste kendetegn ved metalrør er mekanisk styrke, ikke-metalrør er holdbarhed.

Baseret på den forudbestemte indre diameter af rørledningen tages den tilsvarende nominelle diameter D y

til metalrør eller udvendig diameter og rørvægstykkelse
dн x s
til polymer (metal-polymer) rørledninger.

Forskellige rørtyper har forskellige mekaniske, hydrauliske og operationelle egenskaber, som har forskellige virkninger på hydrodynamikprocesserne og fordelingen af ​​varmestrømme i varmesystemet.

Det er kendt, at med et fald i de hydrauliske tab af friktionstryk under bevægelsen af ​​kølemidlet i rørene, øges effektiviteten ved regulering af kølemiddelstrømmen (varmestrømmen) til opvarmningsanordningen på grund af stigningen (omfordeling) af den aktiverede tilgængeligt tryk på manuelt eller automatisk styrede ventiler, vandhaner, ventiler eller andre fittings. I dette tilfælde taler de om en forøgelse af kontrolventilens autoritet. Kontrolventilens autoritet skal forstås som den brøkdel af trykket, der er placeret i det regulerede afsnit, der bruges på at overvinde ventilens (ventilens) lokale modstand, når kølemidlet bevæger sig.

Sådan arbejder du i EXCEL

Brug af Excel-tabeller er meget praktisk, da resultaterne af hydrauliske beregninger altid reduceres til tabelform. Det er nok at definere rækkefølgen af ​​handlinger og udarbejde nøjagtige formler.

Indtastning af startdata

En celle vælges, og en værdi indtastes. Alle andre oplysninger tages simpelthen i betragtning.

  • D15-værdien genberegnes i liter, så det er lettere at opfatte strømningshastigheden;
  • celle D16 - tilføj formatering i henhold til betingelsen: "Hvis v ikke falder inden for området 0,25 ... 1,5 m / s, så er baggrunden på cellen rød / skrifttypen er hvid."

For rørledninger med forskel i indløbs- og udløbshøjder tilføjes statisk tryk til resultaterne: 1 kg / cm2 pr. 10 m.

Præsentation af resultater

Forfatterens farveskema har en funktionel belastning:

  • Lys turkis celler indeholder rådata - du kan ændre dem.
  • Lysegrønne celler - konstanter, der skal indtastes, eller data, der kun kan ændres.
  • Gule celler - hjælpeforberedende beregninger.
  • Lys gule celler - beregningsresultater.
  • Skrifttyper: blå - indledende data;
  • sort - mellemliggende / ikke-hovedresultater;
  • rød - de vigtigste og endelige resultater af den hydrauliske beregning.

Hydraulisk beregning af opvarmning under hensyntagen til rørledningen

Resultater i Excel-tabel

Eksempel fra Alexander Vorobyov

Et eksempel på en simpel hydraulisk beregning i Excel for en vandret rørledningssektion.

  • rørlængde 100 meter;
  • ø108 mm;
  • vægtykkelse 4 mm.

Hydraulisk beregning af opvarmning under hensyntagen til rørledningen

Resultattabel for lokal modstandsberegning

Ved at komplicere trinvise beregninger i Excel, behersker du bedre teorien og sparer delvist på designarbejde. Takket være en kompetent tilgang bliver dit varmesystem optimalt med hensyn til omkostninger og varmeoverførsel.

Kedler

Ovne

Plastvinduer