De meeste moderne industriële en residentiële gebouwen worden in de winter verwarmd door ze aan te sluiten op de reeds aangesloten stadsverwarming. Maar er zijn vaak gevallen waarin onafhankelijke (autonome) bronnen worden gebruikt om woonruimtes te verwarmen. Met hun onafhankelijke installatie kan men niet zonder een voorlopige hydraulische berekening van de verwarming, uitgevoerd voor het hele complex als geheel.
Berekening van de hydrauliek van de verwarmingskanalen
De hydraulische berekening van het verwarmingssysteem komt meestal neer op de selectie van de diameters van leidingen die in afzonderlijke delen van het netwerk zijn gelegd. Bij het uitvoeren ervan moet rekening worden gehouden met de volgende factoren:
- de waarde van druk en zijn dalingen in de pijpleiding bij een bepaalde circulatiesnelheid van het koelmiddel;
- de geschatte kosten;
- typische afmetingen van de gebruikte buisproducten.
Bij het berekenen van de eerste van deze parameters is het belangrijk om rekening te houden met de capaciteit van de pompapparatuur. Het moet voldoende zijn om de hydraulische weerstand van de verwarmingscircuits te overwinnen. In dit geval is de totale lengte van polypropyleen buizen van doorslaggevend belang, met een toename waarbij de totale hydraulische weerstand van de systemen als geheel toeneemt. Op basis van de resultaten van de berekening worden de indicatoren bepaald die nodig zijn voor de daaropvolgende installatie van het verwarmingssysteem en om te voldoen aan de vereisten van de huidige normen.
Berekening van de parameters van de koelvloeistof
De berekening van het koelmiddel wordt teruggebracht tot de bepaling van de volgende indicatoren:
- de bewegingssnelheid van watermassa's door de pijpleiding met de gespecificeerde parameters;
- hun gemiddelde temperatuur;
- mediaverbruik in verband met de prestatie-eisen van verwarmingsapparatuur.
Bij het bepalen van alle vermelde parameters die direct betrekking hebben op de koelvloeistof, moet rekening worden gehouden met de hydraulische weerstand van de leiding. Er wordt ook rekening gehouden met de aanwezigheid van afsluiters, die een ernstige belemmering vormen voor het vrije verkeer van de drager. Dit punt is vooral belangrijk voor verwarmingssystemen, waaronder thermostaten en warmtewisselaars.
De bekende formules voor het berekenen van de parameters van het koelmiddel (rekening houdend met hydrauliek) zijn nogal ingewikkeld en onhandig in de praktijk. Online rekenmachines gebruiken een vereenvoudigde aanpak waarmee u een resultaat met een foutenmarge voor deze methode kunt krijgen. Desalniettemin, voordat u met de installatie begint, is het belangrijk om u zorgen te maken over de aanschaf van een pomp met indicatoren die niet lager zijn dan de berekende. Alleen in dit geval is er vertrouwen dat volledig wordt voldaan aan de vereisten voor het systeem volgens dit criterium en dat het in staat is om de kamer te verwarmen tot comfortabele temperaturen.
Berekening van systeemweerstand en selectie van een circulatiepomp
Bij het berekenen van de hydraulische weerstand van het verwarmingssysteem is de optie van natuurlijke circulatie van het koelmiddel langs de circuits uitgesloten. Alleen het geval van gedwongen geleiding langs de thermische circuits van een vertakt netwerk van verwarmingsbuizen wordt beschouwd. Om het systeem met het gespecificeerde rendement te laten werken, is een monsterpomp vereist, die vooraf de vereiste opvoerhoogte garandeert.Deze waarde wordt meestal weergegeven als het verpompte volume van de koelvloeistof in een geselecteerde tijdseenheid.
Om de totale waarde van de weerstand te bepalen die wordt veroorzaakt door de hechting van waterdeeltjes aan de binnenoppervlakken van pijpen in de leidingen, wordt de volgende formule gebruikt: R = 510 4 V 1,9 / d 1,32 (Pa / m). Icoon V in deze verhouding komt overeen met de stroomsnelheid. Bij het uitvoeren van onafhankelijke berekeningen wordt er altijd van uitgegaan dat deze formule alleen geldig is voor snelheden van maximaal 1,25 meter / sec. Als de gebruiker de waarde van het huidige debiet van FWH kent, mag hij een geschatte schatting gebruiken waarmee de interne doorsnede van polypropyleenbuizen kan worden bepaald.
Na voltooiing van de basisberekeningen moet u een speciale tabel raadplegen, die de geschatte doorsneden van leidingdoorgangen aangeeft, afhankelijk van de cijfers die tijdens de berekening zijn verkregen. De moeilijkste en meest tijdrovende procedure is de procedure voor het bepalen van de hydraulische weerstand in de volgende delen van de bestaande leiding:
- op het gebied van vervoeging van de afzonderlijke elementen;
- in de kleppen die het verwarmingssysteem bedienen;
- in kleppen en regelapparatuur.
Nadat alle vereiste parameters met betrekking tot de prestatiekenmerken van het koelmiddel zijn gevonden, gaan ze verder met het bepalen van alle andere indicatoren van het systeem.
Berekening van het watervolume en de capaciteit van het expansievat
Om de prestaties van een expansievat te berekenen, dat verplicht is voor elk verwarmingssysteem van het gesloten type, moet u omgaan met het fenomeen van een toename van het vloeistofvolume erin. Deze indicator wordt beoordeeld rekening houdend met veranderingen in de fundamentele prestatiekenmerken, inclusief schommelingen in de temperatuur. In dit geval verandert het in een zeer breed bereik - van kamer +20 graden en tot bedrijfswaarden in het bereik van 50-80 graden.
Het volume van het expansievat kan zonder onnodige problemen worden berekend als u een in de praktijk bewezen grove schatting gebruikt. Het is gebaseerd op operationele ervaring met apparatuur, volgens welke het volume van het expansievat ongeveer een tiende is van de totale hoeveelheid koelvloeistof die in het systeem circuleert. In dit geval wordt rekening gehouden met alle elementen, inclusief verwarmingsradiatoren (batterijen), evenals de watermantel van de ketel. Om de exacte waarde van de gewenste indicator te bepalen, moet u het paspoort van de gebruikte apparatuur nemen en daarin de items vinden met betrekking tot de capaciteit van de batterijen en de werktank van de ketel.
Na het bepalen ervan is het niet moeilijk om overtollig koelmiddel in het systeem te vinden. Om dit te doen, wordt eerst het dwarsdoorsnede-oppervlak van polypropyleen buizen berekend en vervolgens wordt de resulterende waarde vermenigvuldigd met de lengte van de pijpleiding. Na optelling voor alle takken van het verwarmingssysteem, worden de nummers voor de radiatoren en de ketel uit het paspoort eraan toegevoegd. Van het totaal wordt dan een tiende geteld.
Als de resulterende capaciteit voor een huishoudelijk systeem bijvoorbeeld ongeveer 150 liter is, zal de geschatte capaciteit van het expansievat ongeveer 15 liter zijn.
Bepaling van drukverlies in leidingen
De weerstand tegen drukverlies in het circuit waardoor de koelvloeistof circuleert, wordt gedefinieerd als hun totale waarde voor alle afzonderlijke componenten. De laatste omvatten:
- verlies in het primaire circuit, aangeduid als ∆Plk;
- lokale kosten van de warmtedrager (∆Plm);
- drukval in speciale gebieden genaamd "warmtegeneratoren" onder de aanduiding ∆Ptg;
- verliezen binnen het ingebouwde warmtewisselingssysteem ∆Pto.
Na het optellen van deze waarden wordt de gewenste indicator verkregen, die de totale hydraulische weerstand van het systeem ∆Pco kenmerkt.
Naast deze algemene methode zijn er nog andere methoden om het drukverlies in polypropyleen buizen te bepalen. Een daarvan is gebaseerd op een vergelijking van twee indicatoren die aan het begin en het einde van de pijplijn zijn gekoppeld.In dit geval kan het drukverlies worden berekend door eenvoudig de begin- en eindwaarden af te trekken, bepaald door twee manometers.
Een andere optie voor het berekenen van de gewenste indicator is gebaseerd op het gebruik van een complexere formule die rekening houdt met alle factoren die de kenmerken van de warmtestroom beïnvloeden. De volgende verhouding houdt voornamelijk rekening met het verlies van vloeistofhoogte als gevolg van de lange pijpleidinglengte.
- h - vloeistofdrukverlies, in het onderzochte geval, gemeten in meters.
- λ - coëfficiënt van hydraulische weerstand (of wrijving), bepaald door andere berekeningsmethoden.
- L - de totale lengte van de onderhouden leiding, gemeten in lopende meters.
- D –Interne standaardmaat van de leiding, die het volume van de koelvloeistofstroom bepaalt.
- V Is het vloeistofdebiet, gemeten in standaardeenheden (meter per seconde).
- Symbool g Is de versnelling van de zwaartekracht gelijk aan 9,81 m/s2.
Verliezen veroorzaakt door een hoge hydraulische wrijvingscoëfficiënt zijn van groot belang. Het hangt af van de ruwheid van de binnenoppervlakken van de buizen. De in dit geval gebruikte verhoudingen zijn alleen geldig voor standaard ronde buis blanks. De uiteindelijke formule om ze te vinden ziet er als volgt uit:
- V - de bewegingssnelheid van watermassa's, gemeten in meters/seconde.
- D - binnendiameter die de vrije ruimte voor de beweging van het koelmiddel bepaalt.
- De coëfficiënt in de noemer geeft de kinematische viscositeit van de vloeistof aan.
De laatste indicator verwijst naar constante waarden en is te vinden in speciale tabellen die in grote hoeveelheden op internet zijn gepubliceerd.
Wanneer de stroom van het koelmiddel wordt versneld, neemt ook de weerstand tegen zijn beweging toe. Tegelijkertijd nemen ook de verliezen in het warmtenet toe, waarvan de groei niet evenredig is met de impuls die dit effect veroorzaakte (deze verandert volgens de kwadratische wet). De conclusie volgt dan ook: een hoog debiet van vloeistof in de pijpleiding is zowel technisch als economisch niet gunstig.
