שיטות חישוב הידראולי של מערכות חימום

רוב בנייני התעשייה והמגורים המודרניים מחוממים בחורף על ידי חיבור לאספקת החימום המחוזית שכבר מחוברת אליהם. אך לעיתים קרובות ישנם מקרים בהם מקורות עצמאיים (אוטונומיים) משמשים לחימום שטחי מגורים. עם ההתקנה העצמאית שלהם, אי אפשר להסתדר בלי חישוב הידראולי מקדים של חימום, המתבצע לכל המתחם כולו.

חישוב ההידראוליקה של צינורות החימום

החישוב ההידראולי של מערכת החימום מסתכם בדרך כלל בבחירת קטרי הצינורות המונחים בחלקים נפרדים של הרשת. בעת ביצועו יש לקחת בחשבון את הגורמים הבאים:

• ערך הלחץ והבדליו בצנרת בקצב זרימה נתון של נוזל הקירור;
• ההוצאה המשוערת שלה;
• הממדים האופייניים של מוצרי הצינור המשמשים.

בעת חישוב הראשון מהפרמטרים הללו, חשוב לקחת בחשבון את הקיבולת של ציוד השאיבה. זה צריך להיות מספיק כדי להתגבר על ההתנגדות ההידראולית של מעגלי החימום. במקרה זה, האורך הכולל של צינורות פוליפרופילן הוא בעל חשיבות מכרעת, עם עלייה בה ההתנגדות ההידראולית הכוללת של המערכות בכללותה גדלה. על סמך תוצאות החישוב נקבעים האינדיקטורים הדרושים להתקנה של מערכת החימום העוקבת ועומדים בדרישות התקנים הנוכחיים.

חישוב הפרמטרים של נוזל הקירור

חישוב נוזל הקירור מצטמצם לקביעת האינדיקטורים הבאים:

• מהירות התנועה של מסות מים דרך הצינור עם הפרמטרים שצוינו;
• הטמפרטורה הממוצעת שלהם;
• צריכת מדיה הקשורה לדרישות הביצועים של ציוד חימום.

בעת קביעת כל הפרמטרים המפורטים המתייחסים ישירות לקירור, יש לקחת בחשבון את ההתנגדות ההידראולית של הצינור. נוכחות של שסתומי כיבוי, המהווים מכשול רציני לתנועתו החופשית של המוביל, נלקחת בחשבון. נקודה זו חשובה במיוחד למערכות חימום, הכוללות מכשירים תרמוסטטיים ומחליפי חום.

הנוסחאות הידועות לחישוב הפרמטרים של נוזל הקירור (תוך התחשבות בהידראוליקה) מורכבות למדי ולא נוחות בשימוש מעשי. מחשבונים מקוונים משתמשים בגישה פשוטה המאפשרת להשיג תוצאה עם מרווח שגיאה מקובל בשיטה זו. עם זאת, לפני תחילת ההתקנה, חשוב לדאוג לרכישת משאבה עם אינדיקטורים שאינם נמוכים מהמחושבים. רק במקרה זה קיים ביטחון כי הדרישות למערכת על פי קריטריון זה מתקיימות במלואן וכי היא מסוגלת לחמם את החדר לטמפרטורות נוחות.

חישוב התנגדות המערכת ובחירת משאבת זרימה

בעת חישוב ההתנגדות ההידראולית של מערכת החימום, נכללת אפשרות של זרימה טבעית של נוזל הקירור לאורך מעגליו. רק מקרה של מטאטא כפוי לאורך המעגלים התרמיים של רשת מסועפת של צינורות חימום נחשב. על מנת שהמערכת תפעל ביעילות שצוינה, נדרשת משאבת דגימה, מה שמבטיח מראש את הראש הנדרש.ערך זה מיוצג בדרך כלל כנפח השאיבה של נוזל הקירור ליחידת זמן שנבחרה.

כדי לקבוע את הערך הכולל של ההתנגדות הנגרמת על ידי הידבקות חלקיקי מים למשטחים הפנימיים של הצינורות בקווים, משתמשים בנוסחה הבאה: R = 510 4 V 1.9 / d 1.32 (Pa / m). אייקון ו ביחס זה תואם למהירות הזרימה. בעת ביצוע חישובים עצמאיים, תמיד מניחים שנוסחה זו תקפה רק למהירות שאינה עולה על 1.25 מטר לשנייה. אם המשתמש יודע את ערך קצב הזרימה הנוכחי של FWH, מותר להשתמש באומדן משוער המאפשר לקבוע את החתך הפנימי של צינורות פוליפרופילן.

עם סיום החישובים הבסיסיים, עליכם להתייחס לטבלה מיוחדת, המציינת את חתכי הרוחב של מעברי הצינור, בהתאם למספרים שהתקבלו במהלך החישוב. ההליך הקשה והגוזל ביותר הוא ההליך לקביעת ההתנגדות ההידראולית בחלקים הבאים בצינור הקיים:

• בתחומי הצמידה של האלמנטים האישיים שלה;
• בשסתומים המשרתים את מערכת החימום;
• בשסתומים והתקני בקרה.

לאחר שנמצאו כל הפרמטרים הנדרשים הקשורים למאפייני הביצועים של נוזל הקירור, הם ממשיכים לקביעת כל שאר האינדיקטורים של המערכת.

חישוב נפח המים וקיבולת מיכל ההרחבה

כדי לחשב את מאפייני הביצועים של מיכל הרחבה, שהוא חובה לכל מערכת חימום מסוג סגור, יהיה עליכם להתמודד עם התופעה של הגדלת נפח הנוזל בו. אינדיקטור זה מוערך בהתחשב בשינויים במאפייני הביצועים הבסיסיים, כולל תנודות בטמפרטורה שלו. במקרה זה הוא משתנה בטווח רחב מאוד - מחדר +20 מעלות ועד לערכי פעולה בטווח של 50-80 מעלות.

ניתן לחשב את נפח מיכל ההרחבה ללא בעיות מיותרות אם תשתמש באומדן גס שהוכח בפועל. הוא מבוסס על ניסיון תפעולי עם ציוד, לפיו נפח מיכל ההרחבה הוא בערך עשירית מהכמות הכוללת של נוזל הקירור שמסתובב במערכת. במקרה זה, כל האלמנטים שלו נלקחים בחשבון, כולל רדיאטורי חימום (סוללות), כמו גם את מעטפת המים של יחידת הדוד. כדי לקבוע את הערך המדויק של המחוון הרצוי, יהיה עליכם לקחת את הדרכון של הציוד הנמצא בשימוש ולמצוא בו את הפריטים הנוגעים לקיבולת הסוללות ומיכל העבודה של הדוד.

לאחר קביעתם, לא קשה למצוא נוזל קירור עודף במערכת. לשם כך מחשבים תחילה את שטח החתך של צינורות פוליפרופילן, ואז מכפיל את הערך המתקבל לאורך הצינור. לאחר סיכום לכל ענפי מערכת החימום, מוסיפים להם את המספרים לרדיאטורים ולדוד שנלקח מהדרכון. עשירית אחת נספרת מהסך הכל.

אם, למשל, הקיבולת המתקבלת עבור מערכת ביתית היא כ -150 ליטר, הקיבולת המשוערת של מיכל ההרחבה תהיה כ -15 ליטר.

קביעת אובדן לחץ בצינורות

עמידות לאובדן לחץ במעגל שדרכו נוזל הקירור מסתובב מוגדרת כערכם הכולל עבור כל הרכיבים הבודדים. האחרונים כוללים:

• אובדן במעגל הראשי, המסומן כ- ∆Plk;
• עלויות מקומיות של נושא החום (∆Plm);
• ירידת לחץ באזורים מיוחדים הנקראים "מחוללי חום" תחת הכינוי ∆Ptg;
• הפסדים בתוך מערכת חילופי החום המובנית ∆Pto.

לאחר סיכום ערכים אלה מתקבל המחוון הרצוי המאפיין את ההתנגדות ההידראולית הכוללת של המערכת ∆Pco.

בנוסף לשיטה כללית זו, ישנן שיטות אחרות לקביעת אובדן הראש בצינורות פוליפרופילן. אחד מהם מבוסס על השוואה של שני אינדיקטורים הקשורים לתחילת הצינור ולסיומו.במקרה זה ניתן לחשב את אובדן הלחץ על ידי הפחתת ערכיו הראשוניים והסופיים, הנקבעים על ידי שני מדדי לחץ.

אפשרות נוספת לחישוב המדד הרצוי מבוססת על שימוש בנוסחה מורכבת יותר שלוקחת בחשבון את כל הגורמים המשפיעים על מאפייני זרימת החום. היחס הבא לוקח בחשבון בעיקר את אובדן ראש הנוזל בשל אורך הצינור הארוך.

• ח - אובדן ראש נוזלי, במקרה הנחקר, נמדד במטרים.
• λ - מקדם התנגדות הידראולית (או חיכוך) שנקבע בשיטות חישוב אחרות.
• ל - האורך הכולל של צינור השירות שנמדד במטר רץ.
• ד –גודל התקן הפנימי של הצינור, הקובע את נפח זרימת נוזל הקירור.
• ו האם קצב זרימת הנוזל נמדד ביחידות סטנדרטיות (מטר לשנייה).
• סֵמֶל ז האם תאוצת הכבידה שווה ל- 9.81 m / s2.

הפסדים הנגרמים על ידי מקדם חיכוך הידראולי גבוה מעניינים מאוד. זה תלוי בחספוס המשטחים הפנימיים של הצינורות. היחסים המשמשים במקרה זה תקפים רק לריקוני צינורות עגולים סטנדרטיים. הנוסחה הסופית למציאתם נראית כך:

• ו - מהירות התנועה של מסות מים, נמדדת במטרים / שנייה.
• ד - קוטר פנימי המגדיר את החלל הפנוי לתנועת נוזל הקירור.
• המקדם במכנה מציין את צמיגותו הקינמטית של הנוזל.

המדד האחרון מתייחס לערכים קבועים ונמצא בטבלאות מיוחדות שפורסמו בכמויות גדולות באינטרנט.

כאשר זרימת נוזל הקירור מואצת, גם ההתנגדות לתנועתו גוברת. יחד עם זאת, גם ההפסדים ברשת החימום גדלים, שצמיחתם אינה פרופורציונאלית לדחף שגרם לאפקט זה (הוא משתנה על פי החוק הריבועי). מכאן, המסקנה נובעת: קצב זרימת נוזלים גבוה בצינור אינו מועיל מבחינה טכנית וכלכלית.