Die meisten modernen Industrie- und Wohngebäude werden im Winter durch den Anschluss an das bereits angeschlossene Fernwärmenetz beheizt. Es gibt jedoch häufig Fälle, in denen unabhängige (autonome) Quellen zur Beheizung von Wohnräumen verwendet werden. Bei ihrer unabhängigen Installation kann auf eine vorläufige hydraulische Heizungsberechnung für den gesamten Komplex nicht verzichtet werden.
Berechnung der Hydraulik der Heizkanäle
Die hydraulische Berechnung des Heizungssystems hängt normalerweise von der Auswahl der Durchmesser der Rohre ab, die in separaten Abschnitten des Netzes verlegt werden. Bei der Durchführung sind folgende Faktoren zu berücksichtigen:
- der Druckwert und seine Differenzen in der Rohrleitung bei einer bestimmten Umwälzgeschwindigkeit des Kühlmittels;
- seine geschätzten Ausgaben;
- typische Abmessungen der verwendeten Rohrprodukte.
Bei der Berechnung des ersten dieser Parameter ist es wichtig, die Kapazität der Pumpausrüstung zu berücksichtigen. Es sollte ausreichen, den hydraulischen Widerstand der Heizkreise zu überwinden. Dabei ist die Gesamtlänge von Polypropylenrohren von entscheidender Bedeutung, wobei mit einer Erhöhung der hydraulische Gesamtwiderstand der Systeme insgesamt zunimmt. Basierend auf den Ergebnissen der Berechnung werden die Indikatoren bestimmt, die für die spätere Installation des Heizsystems erforderlich sind und die Anforderungen der aktuellen Normen erfüllen.
Berechnung der Parameter des Kühlmittels
Die Berechnung des Kühlmittels reduziert sich auf die Bestimmung der folgenden Indikatoren:
- die Geschwindigkeit der Bewegung von Wassermassen durch die Rohrleitung mit den angegebenen Parametern;
- ihre Durchschnittstemperatur;
- Medienverbrauch in Verbindung mit den Leistungsanforderungen von Heizgeräten.
Bei der Ermittlung aller aufgeführten Parameter, die sich direkt auf das Kühlmittel beziehen, muss der hydraulische Widerstand des Rohres berücksichtigt werden. Das Vorhandensein von Absperrventilen, die ein ernsthaftes Hindernis für die freie Bewegung des Trägers darstellen, wird ebenfalls berücksichtigt. Dieser Punkt ist besonders wichtig für Heizungssysteme, die Thermostat- und Wärmetauschergeräte umfassen.
Die bekannten Formeln zur Berechnung der Parameter des Kühlmittels (unter Berücksichtigung der Hydraulik) sind in der Praxis recht kompliziert und unbequem. Online-Rechner verwenden einen vereinfachten Ansatz, der es Ihnen ermöglicht, ein Ergebnis mit einer akzeptablen Fehlerquote für diese Methode zu erhalten. Bevor Sie mit der Installation beginnen, sollten Sie sich jedoch Gedanken über den Kauf einer Pumpe mit Indikatoren machen, die nicht niedriger als die berechneten sind. Nur in diesem Fall besteht die Gewissheit, dass die Anforderungen an das System nach diesem Kriterium vollständig erfüllt sind und den Raum auf angenehme Temperaturen heizen können.
Berechnung des Systemwiderstands und Auswahl einer Umwälzpumpe
Bei der Berechnung des hydraulischen Widerstands des Heizsystems wird die Möglichkeit der natürlichen Zirkulation des Kühlmittels entlang seiner Kreisläufe ausgeschlossen. Es wird nur der Fall der Zwangsführung entlang der Wärmekreisläufe eines verzweigten Netzes von Heizungsrohren betrachtet. Damit das System mit der angegebenen Effizienz arbeitet, ist eine Probenpumpe erforderlich, die im Voraus die erforderliche Förderhöhe garantiert.Dieser Wert wird normalerweise als das Pumpenvolumen des Kühlmittels pro gewählter Zeiteinheit dargestellt.
Um den Gesamtwert des Widerstands durch Anhaften von Wasserpartikeln an den Innenflächen von Rohren in den Leitungen zu bestimmen, wird folgende Formel verwendet: R = 510 4 V 1,9 / d 1,32 (Pa / m). Symbol V in diesem Verhältnis entspricht die Strömungsgeschwindigkeit. Bei unabhängigen Berechnungen wird immer davon ausgegangen, dass diese Formel nur für Geschwindigkeiten von nicht mehr als 1,25 m / s gilt. Wenn der Benutzer den Wert des aktuellen Durchflusses von FWH kennt, darf er eine ungefähre Schätzung verwenden, die es ermöglicht, den Innenquerschnitt von Polypropylenrohren zu bestimmen.
Nach Abschluss der Grundberechnungen sollten Sie sich auf eine spezielle Tabelle beziehen, die die ungefähren Querschnitte der Rohrdurchführungen in Abhängigkeit von den bei der Berechnung erhaltenen Zahlen angibt. Das schwierigste und zeitaufwendigste Verfahren ist das Verfahren zur Ermittlung des hydraulischen Widerstandes in folgenden Abschnitten der bestehenden Rohrleitung:
- in den Bereichen der Konjugation seiner einzelnen Elemente;
- in den Ventilen, die dem Heizsystem dienen;
- in Ventilen und Steuergeräten.
Nachdem alle erforderlichen Parameter in Bezug auf die Leistungsmerkmale des Kühlmittels gefunden wurden, werden alle anderen Indikatoren des Systems ermittelt.
Berechnung der Wassermenge und des Fassungsvermögens des Ausdehnungsgefäßes
Um die Leistungsmerkmale eines Ausdehnungsgefäßes zu berechnen, das für jedes geschlossene Heizsystem obligatorisch ist, müssen Sie sich mit dem Phänomen einer Zunahme des Flüssigkeitsvolumens darin befassen. Dieser Indikator wird unter Berücksichtigung von Änderungen der grundlegenden Leistungsmerkmale, einschließlich Temperaturschwankungen, bewertet. Dabei ändert es sich in einem sehr weiten Bereich – von Raum +20 Grad bis hin zu Betriebswerten im Bereich von 50-80 Grad.
Das Volumen des Ausdehnungsgefäßes lässt sich ohne unnötige Probleme berechnen, wenn Sie eine in der Praxis bewährte grobe Schätzung verwenden. Sie basiert auf Betriebserfahrungen mit Geräten, nach denen das Volumen des Ausgleichsbehälters etwa ein Zehntel der gesamten im System zirkulierenden Kühlmittelmenge beträgt. In diesem Fall werden alle seine Elemente berücksichtigt, einschließlich der Heizkörper (Batterien) sowie des Wassermantels der Kesseleinheit. Um den genauen Wert des gewünschten Indikators zu bestimmen, müssen Sie den Pass des verwendeten Geräts nehmen und darin die Angaben zur Kapazität der Batterien und des Arbeitstanks des Kessels finden.
Nach deren Bestimmung ist es nicht schwer, überschüssiges Kühlmittel im System zu finden. Dazu wird zunächst die Querschnittsfläche von Polypropylenrohren berechnet und dann der resultierende Wert mit der Länge der Rohrleitung multipliziert. Nach der Aufsummierung für alle Zweige der Heizungsanlage werden die Nummern für die Heizkörper und den Kessel aus dem Pass hinzugefügt. Von der Summe wird dann ein Zehntel gezählt.
Beträgt beispielsweise das resultierende Fassungsvermögen für eine Haushaltsanlage ca. 150 Liter, beträgt das geschätzte Fassungsvermögen des Ausdehnungsgefäßes ca. 15 Liter.
Bestimmung des Druckverlustes in Rohrleitungen
Der Druckverlustwiderstand im Kreislauf, durch den das Kühlmittel zirkuliert, wird als deren Summenwert für alle Einzelkomponenten definiert. Zu letzteren zählen:
- Verlust im Primärkreis, bezeichnet als ∆Plk;
- lokale Kosten des Wärmeträgers (∆Plm);
- Druckabfall in speziellen Bereichen, die unter der Bezeichnung ∆Ptg „Wärmeerzeuger“ genannt werden;
- Verluste im eingebauten Wärmetauschersystem ∆Pto.
Nach der Summierung dieser Werte erhält man den gewünschten Indikator, der den gesamten hydraulischen Widerstand des Systems ∆Pco charakterisiert.
Neben dieser verallgemeinerten Methode gibt es weitere Methoden zur Bestimmung des Druckverlustes in Polypropylenrohren. Einer davon basiert auf einem Vergleich zweier Indikatoren, die an den Anfang und das Ende der Pipeline gebunden sind.In diesem Fall kann der Druckverlust durch einfaches Subtrahieren seiner Anfangs- und Endwerte, ermittelt von zwei Manometern, berechnet werden.
Eine weitere Möglichkeit zur Berechnung des gewünschten Indikators basiert auf der Verwendung einer komplexeren Formel, die alle Faktoren berücksichtigt, die die Eigenschaften des Wärmestroms beeinflussen. Das folgende Verhältnis berücksichtigt in erster Linie den Flüssigkeitsverlust aufgrund der langen Rohrleitungslänge.
- ha - Flüssigkeitsdruckverlust, im untersuchten Fall, gemessen in Metern.
- λ - Koeffizient des hydraulischen Widerstands (oder Reibung), bestimmt durch andere Berechnungsmethoden.
- L - die Gesamtlänge der gewarteten Rohrleitung, die in laufenden Metern gemessen wird.
- D –Interne Standardgröße des Rohres, die das Volumen des Kühlmittelflusses bestimmt.
- V Ist der Flüssigkeitsdurchfluss, gemessen in Standardeinheiten (Meter pro Sekunde).
- Symbol G Ist die Erdbeschleunigung gleich 9,81 m / s2.
Von großem Interesse sind Verluste durch einen hohen hydraulischen Reibungskoeffizienten. Sie hängt von der Rauheit der Innenflächen der Rohre ab. Die hier verwendeten Verhältnisse gelten nur für Standard-Rundrohrrohlinge. Die endgültige Formel, um sie zu finden, sieht so aus:
- V - die Bewegungsgeschwindigkeit von Wassermassen, gemessen in Metern / Sekunde.
- D - Innendurchmesser, der den Freiraum für die Bewegung des Kühlmittels definiert.
- Der Koeffizient im Nenner gibt die kinematische Viskosität des Fluids an.
Letzterer Indikator bezieht sich auf konstante Werte und findet sich in speziellen Tabellen, die in großen Mengen im Internet veröffentlicht werden.
Wenn die Strömung des Kühlmittels beschleunigt wird, erhöht sich auch der Widerstand gegen seine Bewegung. Gleichzeitig nehmen auch die Verluste im Wärmenetz zu, deren Wachstum nicht proportional zum Impuls ist, der diesen Effekt verursacht hat (er ändert sich nach dem quadratischen Gesetz). Daraus ergibt sich die Schlussfolgerung: Ein hoher Flüssigkeitsdurchsatz in der Rohrleitung ist sowohl aus technischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht nicht von Vorteil.
