- Śledź Google+ Facebook Twitter
Rss
Współczesne systemy grzewcze mają zasadniczo inne podejście do regulacji - nie jest to proces ustawiania przed rozpoczęciem pracy w trybie ciągłym hydraulicznym, są to układy ze stale zmieniającym się reżimem termicznym podczas pracy, co w związku z tym wymaga sprzętu do śledzenia tych zmian i odpowiadaj na nie. Nowe podejścia, rozwiązania, materiały i projekty w systemach grzewczych prowadzą do rozwoju tych już bardzo złożonych i dynamicznych systemów. W tych warunkach specjaliści muszą biegle znać różnorodność i specyfikę stosowania nowoczesnych zaworów regulacyjnych do realizacji zaawansowanych technologicznie i energooszczędnych systemów grzewczych przy zoptymalizowanych kosztach kapitałowych.
Zadania i kolejność obliczeń hydraulicznych instalacji grzewczej
Obliczenia hydrauliczne wraz z zastosowaniem i prawidłowym montażem zaworów regulacyjnych w nowoczesnych instalacjach grzewczych to gwarancja wydajnej pracy.
Główne punkty efektywnej pracy systemu grzewczego to:
- dostawa chłodziwa do urządzeń grzewczych w ilości wystarczającej do zapewnienia równowagi cieplnej pomieszczenia przy zmieniającej się temperaturze powietrza zewnętrznego i zadanej przez użytkownika temperaturze powietrza wewnętrznego (w granicach pomieszczenia znormalizowanego dla danego celu funkcjonalnego); minimalizacja kosztów operacyjnych, w tym kosztów energii, w celu pokonania oporu hydraulicznego układu; minimalizacja nakładów inwestycyjnych na budowę systemu ciepłowniczego w zależności m.in. od przyjętych średnic rur; bezgłośność, niezawodność i stabilność systemu grzewczego.
Aby zapewnić zgodność systemów grzewczych z wymienionymi wymaganiami, należy rozwiązać następujące zadania, które są realizowane w procesie obliczeń hydraulicznych:
określić średnice rurociągów na odcinkach systemu grzewczego, biorąc pod uwagę zalecane i ekonomicznie wykonalne prędkości ruchu chłodziwa; obliczyć hydrauliczne straty ciśnienia w odcinkach systemu; wykonywać hydrauliczne równoważenie równoległych przyrządów i innych gałęzi systemu, wykorzystując zawory regulacyjne do dynamicznego równoważenia podczas niestacjonarnych termicznych i hydraulicznych trybów pracy systemu grzewczego; określić stratę ciśnienia i natężenie przepływu czynnika grzewczego w instalacji grzewczej.
Obliczenia hydrauliczne to najtrudniejszy, najbardziej czasochłonny i najważniejszy etap projektowania systemów podgrzewania wody. Przed jego wykonaniem należy wykonać następujące prace obliczeniowe i graficzne:
- określono bilans cieplny ogrzewanych pomieszczeń; dobrano rodzaj urządzeń grzewczych lub powierzchni wymiany ciepła i ustalono ich rozmieszczenie w ogrzewanych pomieszczeniach na planach budowlanych; podjęto zasadnicze decyzje dotyczące konfiguracji instalacji podgrzewu wody (umiejscowienie źródła ciepła, przebieg głównych rurociągów i odgałęzień), rodzaju zastosowanych rurociągów, zaworów odcinających i regulacyjnych (zawory, kurki, zawory i regulatory ciśnienia, natężenie przepływu, termostaty); narysowany jest schemat systemu grzewczego (najlepiej aksonometryczny) ze wskazaniem liczby, obciążeń cieplnych i długości obliczonych odcinków; wyznacza się główny pierścień cyrkulacyjny - zamknięty obieg, w skład którego wchodzą kolejne odcinki rurociągów o maksymalnym natężeniu przepływu nośnika ciepła od źródła energii cieplnej do najdalszego urządzenia grzewczego (dla układu dwururowego) lub odgałęzienia przyrządu - ryzer (dla systemu jednorurowego) iz powrotem do źródła ciepła.
Obliczony odcinek rurociągu to odcinek o stałej średnicy ze stałym natężeniem przepływu chłodziwa, określonym przez bilans cieplny pomieszczenia.Numeracja obliczonych sekcji rozpoczyna się od źródła ciepła (ITP lub generator ciepła). Punkty węzłowe w punktach odgałęzienia głównego rurociągu zasilającego są z reguły oznaczone dużymi literami alfabetu; w odpowiednich węzłach na prefabrykowanych głównych rurociągach są one oznaczone pociągnięciem.
Pobierz pełny tekst
Tutorzy
Ujednolicony egzamin państwowy
Dyplom
Punkty węzłowe w punktach rozgałęzienia odgałęzień urządzenia rozdzielczego (pionów) są oznaczone cyframi arabskimi, które odpowiadają numerowi piętra w układach poziomych lub numerowi odgałęzień urządzenia w układach pionowych; w węzłach do zbierania przepływów chłodziwa liczby te są oznaczone liczbą pierwszą. Liczba każdej obliczonej sekcji składa się z dwóch liter lub cyfr, które odpowiadają początkowi i końcowi sekcji.
Numerację odgałęzień instrumentów (pionów) w pionowych systemach grzewczych zaleca się wykonywać cyframi arabskimi zgodnie z ruchem wskazówek zegara na obwodzie budynku, zaczynając od mieszkania znajdującego się w lewej górnej części rzutu.
Długości odcinków rurociągów systemu grzewczego z dokładnością do 0,1 m określa się według planów narysowanych w skali.
Obciążenie cieplne obliczonego odcinka jest równe strumieniowi ciepła, który musi przenosić (na rurociągach zasilających) lub przenosić (na rurociągach powrotnych) chłodziwo, które jest transportowane na odcinku. Obciążenie cieplne obliczonych odcinków systemu głównych rurociągów dystrybucyjnych i prefabrykowanych z zaokrągleniem do 10 W oblicza się po przyłożeniu obciążenia cieplnego do wszystkich urządzeń grzewczych i odgałęzień instrumentów. Z reguły obciążenie cieplne obliczonego obszaru Qi-j
, W, wskazują powyżej linii pomocniczej i długość odcinka
li-j
w metrach - pod linią pomocniczą.
Znajomość ilości włączonego ciepła i-j
- przekrój instalacji grzewczej
Qi-j
- który transportuje chłodziwo z temperaturami w
tg
porcja i
do
w rurociągach powrotnych można określić wymagane natężenie przepływu czynnika grzewczego w odpowiednich sekcjach instalacji grzewczej
(1)
Gdzie: z
= 4,2 kJ / (kg ° C) - ciepło właściwe wody;
tg
- temperatura projektowa gorącego chłodziwa w systemie grzewczym, ° С;
do
- temperatura projektowa schłodzonego nośnika ciepła w systemie grzewczym, ° С.
Omówienie programu
Dla wygody obliczeń stosuje się amatorskie i profesjonalne programy do obliczeń hydraulicznych.
Najpopularniejszy to Excel.
Możesz skorzystać z obliczeń online w Excel Online, CombiMix 1.0 lub kalkulatorze hydraulicznym online. Program stacjonarny dobierany jest z uwzględnieniem wymagań projektu.
Główną trudnością w pracy z takimi programami jest brak znajomości podstaw hydrauliki. Niektórym z nich brakuje dekodowania wzorów, nie uwzględniają cech rozgałęzień rurociągów i obliczania rezystancji w złożonych obwodach.
- HERZ C.O. 3.5 - oblicza metodą specyficznych liniowych strat ciśnienia.
- DanfossCO i OvertopCO - potrafią liczyć naturalne systemy cyrkulacji.
- „Przepływ” (Potok) - umożliwia zastosowanie metody obliczeniowej ze zmienną (przesuwającą się) różnicą temperatur w poprzek pionów.
Konieczne jest wyjaśnienie parametrów wprowadzania danych o temperaturze - w kelwinach / stopniach Celsjusza.
• Spadek wydajności systemu (wzrost bezwładności cieplnej).
Aby zapewnić minimalizację kosztów kapitałowych zgodnie z drugim warunkiem ekonomicznym - średnice rurociągów i armatury powinny być najmniejsze, ale nie powinny prowadzić przy projektowym natężeniu przepływu chłodziwa do pojawienia się hałasu hydraulicznego w rurociągach i odcinkach zawory odcinające i regulacyjne instalacji grzewczej, które występują przy wartościach prędkości chłodziwa 0,6-1,5 m / s w zależności od wartości współczynnika oporu miejscowego.
Oczywiście przy odwrotnym kierunku powyższych wymagań dotyczących wielkości określonej średnicy rurociągu istnieje obszar rozsądnych wartości prędkości ruchu chłodziwa.Jak pokazuje doświadczenie w budowie i eksploatacji systemów grzewczych, a także porównanie kosztów kapitałowych i eksploatacyjnych, optymalny zakres wartości prędkości ruchu chłodziwa zawiera się w przedziale 0,3 ... 0,7 SM. W tym przypadku właściwa strata ciśnienia wyniesie 45 ... 280 Pa / m dla rurociągów polimerowych i 60 ... 480 Pa / m dla stalowych rur wodociągowych i gazowych.
Biorąc pod uwagę wyższy koszt rurociągów wykonanych z materiałów polimerowych, zaleca się przestrzeganie wyższych prędkości przepływu chłodziwa w nich, aby zapobiec wzrostowi inwestycji kapitałowych podczas budowy. Jednocześnie koszty eksploatacyjne (hydrauliczne straty ciśnienia) w rurach wykonanych z materiałów polimerowych będą mniejsze lub pozostaną na tym samym poziomie w porównaniu z rurami stalowymi ze względu na znacznie niższą wartość współczynnika tarcia hydraulicznego.
Pobierz pełny tekst
Aby określić wewnętrzną średnicę rurociągu dvn
na obliczonym odcinku instalacji grzewczej ze znanym przepływem transportowanego ciepła i różnicą temperatur w rurociągach zasilającym i powrotnym
∆tco
= 90-70 = 20 ° C (dla dwururowych systemów grzewczych) lub natężenie przepływu nośnika ciepła, wygodnie jest skorzystać z tabeli 1.
Tabela 1. Wyznaczenie średnicy wewnętrznej rurociągów systemu grzewczego
Dalszy wybór rurociągów do inżynierskich systemów podtrzymywania życia, w tym ogrzewania, ma na celu określenie typu rury, która w planowanych warunkach eksploatacji zapewni maksymalną niezawodność i trwałość. Tak wysokie wymagania tłumaczy fakt, że rurociągi do systemów zaopatrzenia w ciepłą i zimną wodę, ogrzewania, systemów zaopatrzenia w ciepło do wentylacji i klimatyzacji, zaopatrzenia w gaz i innych systemów inżynieryjnych przechodzą przez prawie całą objętość budynku.
Tabela 2
Koszt rurociągów wszystkich systemów inżynieryjnych w porównaniu z kosztem budynku jest mniejszy niż 0,1%, a wypadek lub wymiana rurociągów, gdy ich żywotność jest krótsza niż żywotność budynku, prowadzi do znacznych dodatkowych kosztów kosmetycznych lub remonty generalne, nie wspominając o ewentualnych stratach w razie wypadku sprzętu do renowacji i wartości materiałów w budynku.
Wszystkie rury przemysłowe stosowane w systemach grzewczych można podzielić na dwie duże grupy - metalowe i niemetalowe. Główną cechą wyróżniającą rury metalowe jest wytrzymałość mechaniczna, rury niemetalowe to trwałość.
Na podstawie z góry określonej średnicy wewnętrznej rurociągu przyjmuje się odpowiednią średnicę nominalną dy
do rur metalowych lub średnicy zewnętrznej i grubości ścianki rury
dн x s
do rurociągów polimerowych (metalowo-polimerowych).
Różne typy rur mają różne właściwości mechaniczne, hydrauliczne i eksploatacyjne, które mają różny wpływ na procesy hydrodynamiki i rozkład przepływów ciepła w systemie grzewczym.
Wiadomo, że wraz ze spadkiem strat hydraulicznych ciśnienia tarcia podczas ruchu chłodziwa w rurach, skuteczność regulacji przepływu chłodziwa (przepływu ciepła) przez urządzenie grzewcze wzrasta ze względu na wzrost (redystrybucję) uruchamianego dostępne ciśnienie na ręcznie lub automatycznie sterowanych zaworach, kurkach, zaworach lub innych łącznikach. W tym przypadku mówią o wzroście autorytetu zaworu regulacyjnego. Przez autorytet zaworu regulacyjnego należy rozumieć ułamek ciśnienia znajdującego się w sekcji regulowanej, który jest przeznaczony na pokonanie lokalnego oporu zaworu (zaworu) podczas ruchu chłodziwa.
Jak pracować w EXCEL
Korzystanie z tabel Excela jest bardzo wygodne, ponieważ wyniki obliczeń hydraulicznych są zawsze zredukowane do postaci tabelarycznej. Wystarczy zdefiniować kolejność działań i przygotować dokładne formuły.
Wprowadzenie danych początkowych
Wybrano komórkę i wprowadzono wartość. Wszystkie inne informacje są po prostu brane pod uwagę.
- wartość D15 jest przeliczana na litry, dzięki czemu łatwiej jest dostrzec natężenie przepływu;
- komórka D16 - dodaj formatowanie zgodnie z warunkiem: „Jeżeli v nie mieści się w zakresie 0,25 ... 1,5 m / s, to tło komórki jest czerwone / czcionka jest biała”.
W przypadku rurociągów z różnicą wysokości wlotu i wylotu do wyników dodaje się ciśnienie statyczne: 1 kg / cm2 na 10 m.
Prezentacja wyników
Autorska kolorystyka niesie obciążenie funkcjonalne:
- Jasnoturkusowe komórki zawierają surowe dane - możesz je zmienić.
- Bladozielone komórki - stałe do wprowadzenia lub dane, które w niewielkim stopniu podlegają zmianom.
- Żółte komórki - pomocnicze obliczenia wstępne.
- Jasnożółte komórki - wyniki obliczeń.
- Czcionki: niebieskie - dane początkowe;
- czarny - wyniki pośrednie / inne niż główne;
- czerwony - główne i końcowe wyniki obliczeń hydraulicznych.
Wyniki w tabeli Excel
Przykład od Alexandra Vorobyova
Przykład prostego obliczenia hydraulicznego w programie Excel dla poziomego odcinka rurociągu.
- długość rury 100 metrów;
- ø108 mm;
- grubość ścianki 4 mm.
Tabela wyników obliczeń lokalnego oporu
Komplikując obliczenia krok po kroku w Excelu, lepiej opanujesz teorię i częściowo zaoszczędzisz na pracy projektowej. Dzięki kompetentnemu podejściu Twój system grzewczy stanie się optymalny pod względem kosztów i wymiany ciepła.
