Většina moderních průmyslových a obytných budov je v zimě vytápěna připojením k již připojenému dálkovému zásobování teplem. Často však existují případy, kdy se k vytápění obytných prostor používají nezávislé (autonomní) zdroje. S jejich nezávislou instalací se nelze obejít bez předběžného hydraulického výpočtu vytápění prováděného pro celý komplex jako celek.
Výpočet hydrauliky topných kanálů
Hydraulický výpočet topného systému obvykle závisí na výběru průměrů potrubí uložených v samostatných částech sítě. Při jeho provádění je třeba vzít v úvahu následující faktory:
- hodnota tlaku a jeho rozdíly v potrubí při dané rychlosti cirkulace chladicí kapaliny;
- jeho odhadované náklady;
- typické rozměry použitých trubkových výrobků.
Při výpočtu prvního z těchto parametrů je důležité vzít v úvahu kapacitu čerpacího zařízení. Mělo by stačit překonat hydraulický odpor topných okruhů. V tomto případě má rozhodující význam celková délka polypropylenových trubek, přičemž se zvyšuje celkový hydraulický odpor systémů jako celku. Na základě výsledků výpočtu jsou stanoveny ukazatele potřebné pro následnou instalaci topného systému a splnění požadavků platných norem.
Výpočet parametrů chladicí kapaliny
Výpočet chladicí kapaliny se snižuje na stanovení následujících ukazatelů:
- rychlost pohybu vodních hmot potrubím se stanovenými parametry;
- jejich průměrná teplota;
- spotřeba médií spojená s výkonovými požadavky topných zařízení.
Při určování všech uvedených parametrů týkajících se přímo chladicí kapaliny je třeba vzít v úvahu hydraulický odpor potrubí. Rovněž se bere v úvahu přítomnost uzavíracích ventilů, které jsou závažnou překážkou volného pohybu nosiče. Tento bod je obzvláště důležitý pro topné systémy, které zahrnují termostatická zařízení a zařízení pro výměnu tepla.
Známé vzorce pro výpočet parametrů chladicí kapaliny (s přihlédnutím k hydraulice) jsou v praxi poměrně komplikované a nepohodlné. Online kalkulačky používají zjednodušený přístup, který umožňuje získat výsledek s přijatelnou mírou chyby pro tuto metodu. Před zahájením instalace je však důležité se obávat nákupu čerpadla s ukazateli, které nejsou nižší než vypočítané. Pouze v tomto případě existuje jistota, že požadavky na systém podle tohoto kritéria jsou plně splněny a že je schopen vytápět místnost na příjemné teploty.
Výpočet odporu systému a výběr cirkulačního čerpadla
Při výpočtu hydraulického odporu topného systému je vyloučena možnost přirozené cirkulace chladicí kapaliny po jejích obvodech. Uvažuje se pouze v případě nuceného rozmítání podél tepelných obvodů rozvětvené sítě topných trubek. K tomu, aby systém fungoval se stanovenou účinností, je zapotřebí vzorkovací čerpadlo, které předem zaručuje požadovanou dopravní výšku.Tato hodnota je obvykle představována jako objem čerpání chladicí kapaliny za zvolenou časovou jednotku.
Pro stanovení celkové hodnoty odporu způsobeného adhezí vodních částic k vnitřním povrchům potrubí v potrubí se používá následující vzorec: R = 510 4 V 1,9 / d 1,32 (Pa / m). Ikona PROTI v tomto poměru odpovídá rychlosti proudění. Při provádění nezávislých výpočtů se vždy předpokládá, že tento vzorec platí pouze pro rychlosti nepřesahující 1,25 m / s. Pokud uživatel zná hodnotu aktuálního průtoku FWH, je povoleno použít přibližný odhad, který umožňuje určit vnitřní průřez polypropylenových trubek.
Po dokončení základních výpočtů byste se měli podívat na speciální tabulku, která označuje přibližné průřezy průchodů potrubí, v závislosti na počtech získaných během výpočtu. Nejobtížnějším a časově nejnáročnějším postupem je postup pro stanovení hydraulického odporu v následujících částech stávajícího potrubí:
- v oblastech konjugace jejích jednotlivých prvků;
- ve ventilech obsluhujících topný systém;
- ve ventilech a regulačních zařízeních.
Poté, co byly nalezeny všechny požadované parametry týkající se výkonových charakteristik chladicí kapaliny, přistoupí k určení všech ostatních indikátorů systému.
Výpočet objemu vody a kapacity expanzní nádrže
Chcete-li vypočítat výkonové charakteristiky expanzní nádrže, které jsou povinné pro jakýkoli uzavřený topný systém, budete se muset vypořádat s fenoménem zvýšení objemu kapaliny v něm. Tento ukazatel se posuzuje s přihlédnutím ke změnám základních výkonových charakteristik, včetně kolísání jeho teploty. V tomto případě se mění ve velmi širokém rozsahu - od místnosti +20 stupňů a až po provozní hodnoty v rozmezí 50-80 stupňů.
Bez zbytečných problémů bude možné vypočítat objem expanzní nádrže, pokud použijete hrubý odhad, který se osvědčil v praxi. Vychází z provozních zkušeností se zařízením, podle nichž je objem expanzní nádrže přibližně desetina celkového množství chladicí kapaliny cirkulující v systému. V tomto případě jsou brány v úvahu všechny jeho prvky, včetně topných radiátorů (baterií), jakož i vodního pláště kotlové jednotky. Chcete-li určit přesnou hodnotu požadovaného indikátoru, budete muset vzít pas použitého zařízení a najít v něm položky týkající se kapacity baterií a pracovní nádrže kotle.
Po jejich určení není těžké najít v systému přebytečnou chladicí kapalinu. Za tímto účelem se nejprve vypočítá plocha průřezu polypropylenových trubek a poté se výsledná hodnota vynásobí délkou potrubí. Po sečtení všech větví topného systému se k nim přidají čísla pro radiátory a kotel převzatá z pasu. Jedna desetina se pak počítá z celkového počtu.
Pokud je například výsledný objem pro domácí systém asi 150 litrů, odhadovaná kapacita expanzní nádrže bude asi 15 litrů.
Stanovení tlakové ztráty v potrubí
Odpor tlakové ztráty v okruhu, kterým cirkuluje chladicí kapalina, je definován jako jejich celková hodnota pro všechny jednotlivé komponenty. Mezi tyto patří:
- ztráta v primárním okruhu, označená jako ∆Plk;
- místní náklady na nosič tepla (∆Plm);
- tlaková ztráta ve zvláštních oblastech zvaných „generátory tepla“ pod označením ∆Ptg;
- ztráty uvnitř zabudovaného systému výměny tepla ∆Pto.
Po sečtení těchto hodnot se získá požadovaný indikátor, který charakterizuje celkový hydraulický odpor systému ∆Pco.
Kromě této zobecněné metody existují další metody pro stanovení ztráty hlavy v polypropylenových trubkách. Jeden z nich je založen na srovnání dvou indikátorů vázaných na začátek a konec ropovodu.V tomto případě lze tlakovou ztrátu vypočítat jednoduchým odečtením počáteční a konečné hodnoty určené dvěma tlakoměry.
Další možnost výpočtu požadovaného indikátoru je založena na použití složitějšího vzorce, který zohledňuje všechny faktory, které ovlivňují charakteristiky tepelného toku. Následující poměr primárně zohledňuje ztrátu hlavy kapaliny v důsledku dlouhé délky potrubí.
- h - kapalná ztráta hlavy, v případě studie, měřená v metrech.
- λ - koeficient hydraulického odporu (nebo tření) stanovený jinými metodami výpočtu.
- L - celková délka opravovaného potrubí, která se měří v běžných metrech.
- D –Vnitřní standardní velikost potrubí, která určuje objem průtoku chladicí kapaliny.
- PROTI Je průtok kapaliny měřený ve standardních jednotkách (metr za sekundu).
- Symbol G Je gravitační zrychlení rovné 9,81 m / s2.
Ztráty způsobené vysokým koeficientem hydraulického tření jsou velmi zajímavé. Závisí to na drsnosti vnitřních povrchů trubek. Poměry použité v tomto případě jsou platné pouze pro standardní polotovary s kulatými trubkami. Konečný vzorec pro jejich nalezení vypadá takto:
- PROTI - rychlost pohybu vodních hmot, měřená v metrech za sekundu.
- D - vnitřní průměr vymezující volný prostor pro pohyb chladicí kapaliny.
- Koeficient ve jmenovateli udává kinematickou viskozitu kapaliny.
Druhý indikátor odkazuje na konstantní hodnoty a nachází se ve speciálních tabulkách publikovaných ve velkém množství na internetu.
Když se tok chladicí kapaliny zrychlí, zvýší se také odpor proti jejímu pohybu. Současně se zvyšují také ztráty v síti vytápění, jejichž růst není úměrný impulzu, který tento účinek způsobil (mění se podle kvadratického zákona). Z toho vyplývá závěr: vysoký průtok kapaliny v potrubí není výhodný ani z technického, ani z ekonomického hlediska.
