A maioria dos edifícios industriais e residenciais modernos são aquecidos no inverno conectando-se ao fornecimento de aquecimento urbano já conectado a eles. Mas muitas vezes há casos em que fontes independentes (autônomas) são usadas para aquecer espaços residenciais. Com a sua instalação independente, não se pode prescindir de um cálculo hidráulico preliminar do aquecimento, realizado para todo o complexo.
Cálculo da hidráulica dos dutos de aquecimento
O cálculo hidráulico do sistema de aquecimento geralmente se resume à seleção dos diâmetros dos tubos colocados em seções separadas da rede. Ao conduzi-lo, os seguintes fatores devem ser levados em consideração:
- o valor da pressão e suas diferenças na tubulação a uma determinada taxa de circulação do refrigerante;
- sua despesa estimada;
- dimensões típicas dos produtos de tubulação usados.
Ao calcular o primeiro desses parâmetros, é importante levar em consideração a capacidade do equipamento de bombeamento. Deve ser suficiente para superar a resistência hidráulica dos circuitos de aquecimento. Neste caso, o comprimento total dos tubos de polipropileno é de importância decisiva, com um aumento em que aumenta a resistência hidráulica total dos sistemas como um todo. Com base nos resultados do cálculo, são determinados os indicadores necessários à posterior instalação do sistema de aquecimento e ao cumprimento dos requisitos das normas em vigor.
Cálculo dos parâmetros do refrigerante
O cálculo do refrigerante é reduzido à determinação dos seguintes indicadores:
- a velocidade de movimento das massas de água através da tubulação com os parâmetros especificados;
- sua temperatura média;
- consumo de mídia associado aos requisitos de desempenho do equipamento de aquecimento.
Ao determinar todos os parâmetros listados relacionados diretamente ao refrigerante, a resistência hidráulica do tubo deve ser levada em consideração. A presença de válvulas de bloqueio, que constituem um sério obstáculo à livre circulação do transportador, também é tida em consideração. Este ponto é especialmente importante para sistemas de aquecimento, que incluem dispositivos termostáticos e de troca de calor.
As fórmulas conhecidas para calcular os parâmetros do refrigerante (levando em consideração a hidráulica) são bastante complicadas e inconvenientes no uso prático. As calculadoras online usam uma abordagem simplificada que permite obter um resultado com uma margem de erro aceitável para este método. Porém, antes de iniciar a instalação, é importante se preocupar em adquirir uma bomba com indicadores não inferiores aos calculados. Somente neste caso há confiança de que os requisitos para o sistema de acordo com este critério são totalmente atendidos e que ele é capaz de aquecer o ambiente a temperaturas confortáveis.
Cálculo da resistência do sistema e seleção de uma bomba de circulação
No cálculo da resistência hidráulica do sistema de aquecimento, exclui-se a opção de circulação natural do refrigerante ao longo de seus circuitos. Apenas o caso de varredura forçada ao longo dos circuitos térmicos de uma rede ramificada de tubos de aquecimento é considerado. Para que o sistema opere com a eficiência especificada, é necessária uma bomba de amostragem, que garante antecipadamente a altura manométrica necessária.Este valor é geralmente representado como o volume de bombeamento do refrigerante por unidade de tempo selecionada.
Para determinar o valor total da resistência causada pela adesão de partículas de água às superfícies internas dos tubos nas linhas, a seguinte fórmula é usada: R = 510 4 V 1,9 / d 1,32 (Pa / m). Ícone V nesta relação corresponde à velocidade do fluxo. Ao realizar cálculos independentes, sempre se assume que esta fórmula é válida apenas para velocidades não superiores a 1,25 metros / seg. Caso o usuário conheça o valor da vazão atual do FWH, é permitido utilizar uma estimativa aproximada que permite determinar a seção transversal interna dos tubos de polipropileno.
Após a conclusão dos cálculos básicos, você deve consultar uma tabela especial, que indica as seções transversais aproximadas das passagens dos tubos, dependendo dos números obtidos durante o cálculo. O procedimento mais difícil e demorado é o procedimento para determinar a resistência hidráulica nas seguintes seções da tubulação existente:
- nas áreas de conjugação de seus elementos individuais;
- nas válvulas que atendem ao sistema de aquecimento;
- em válvulas e dispositivos de controle.
Depois que todos os parâmetros necessários relacionados às características de desempenho do refrigerante forem encontrados, eles procedem à determinação de todos os outros indicadores do sistema.
Cálculo do volume de água e da capacidade do tanque de expansão
Para calcular as características de desempenho de um tanque de expansão, o que é obrigatório para qualquer sistema de aquecimento do tipo fechado, você precisará lidar com o fenômeno do aumento do volume de líquido nele. Este indicador é avaliado levando-se em consideração mudanças nas características básicas de desempenho, incluindo flutuações em sua temperatura. Nesse caso, ele muda em uma faixa muito ampla - de ambiente +20 graus até valores operacionais na faixa de 50-80 graus.
Será possível calcular o volume do tanque de expansão sem problemas desnecessários se você usar uma estimativa aproximada que foi comprovada na prática. Baseia-se na experiência operacional com equipamentos, segundo a qual o volume do tanque de expansão é de aproximadamente um décimo da quantidade total de refrigerante que circula no sistema. Neste caso, são considerados todos os seus elementos, incluindo radiadores de aquecimento (baterias), bem como a camisa de água da unidade da caldeira. Para determinar o valor exato do indicador desejado, será necessário levar o passaporte do equipamento em uso e encontrar nele os itens referentes à capacidade das baterias e do tanque de trabalho da caldeira.
Depois de determiná-los, não é difícil encontrar refrigerante em excesso no sistema. Para isso, primeiro é calculada a área da seção transversal dos tubos de polipropileno e, em seguida, o valor resultante é multiplicado pelo comprimento do tubo. Depois de somar para todos os ramais do sistema de aquecimento, são somados os números dos radiadores e da caldeira retirados do passaporte. Um décimo é então contado do total.
Se, por exemplo, a capacidade resultante para um sistema doméstico for de cerca de 150 litros, a capacidade estimada do tanque de expansão será de cerca de 15 litros.
Determinação da perda de pressão em tubos
A resistência à perda de pressão no circuito através do qual o refrigerante circula é definida como seu valor total para todos os componentes individuais. Os últimos incluem:
- perda no circuito primário, denotada como ∆Plk;
- custos locais do transportador de calor (∆Plm);
- queda de pressão em áreas especiais chamadas "geradores de calor" sob a designação ∆Ptg;
- perdas dentro do sistema de troca de calor embutido ∆Pto.
Após somar esses valores, obtém-se o indicador desejado, que caracteriza a resistência hidráulica total do sistema ∆Pco.
Além deste método generalizado, existem outros métodos para determinar a perda de carga em tubos de polipropileno. Um deles é baseado na comparação de dois indicadores vinculados ao início e ao final do pipeline.Nesse caso, a perda de pressão pode ser calculada simplesmente subtraindo seus valores inicial e final, determinados por dois manômetros.
Outra opção de cálculo do indicador desejado baseia-se na utilização de uma fórmula mais complexa que leva em consideração todos os fatores que afetam as características do fluxo de calor. A proporção a seguir leva em consideração principalmente a perda de carga de fluido devido ao longo comprimento da tubulação.
- h - perda de carga de líquido, no caso em estudo, medida em metros.
- λ - coeficiente de resistência hidráulica (ou atrito), determinado por outros métodos de cálculo.
- eu - o comprimento total do gasoduto atendido, que é medido em metros corridos.
- D –Tamanho padrão interno do tubo, que determina o volume do fluxo do refrigerante.
- V É a taxa de fluxo do fluido, medida em unidades padrão (metros por segundo).
- Símbolo g É a aceleração da gravidade, igual a 9,81 m / s2.
As perdas causadas por um alto coeficiente de atrito hidráulico são de grande interesse. Depende da rugosidade das superfícies internas dos tubos. As relações usadas neste caso são válidas apenas para espaços em branco de tubo redondo padrão. A fórmula final para encontrá-los se parece com esta:
- V - a velocidade de movimento das massas de água, medida em metros / segundo.
- D - diâmetro interno que define o espaço livre para a movimentação do refrigerante.
- O coeficiente no denominador indica a viscosidade cinemática do fluido.
Este último indicador refere-se a valores constantes e é encontrado em tabelas especiais publicadas em grande quantidade na Internet.
Quando o fluxo do refrigerante é acelerado, a resistência ao seu movimento também aumenta. Ao mesmo tempo, aumentam também as perdas na rede de aquecimento, cujo crescimento não é proporcional ao impulso que provocou este efeito (muda de acordo com a lei quadrática). Portanto, a conclusão é: uma alta vazão de fluido no duto não é benéfica tanto do ponto de vista técnico quanto econômico.
