Để hệ thống sưởi hoạt động hiệu quả, phải đáp ứng một số điều kiện - để chọn các thành phần phù hợp và thực hiện tính toán. Hiệu quả và sự phân bố nhiệt đồng đều phụ thuộc vào việc tính toán chính xác các thông số của hệ thống. Cách tính toán thủy lực của hệ thống sưởi - các ví dụ, chương trình sẽ giúp bạn thực hiện các tính toán này.
Mục đích của tính toán thủy lực của hệ thống sưởi
Trong quá trình hoạt động của bất kỳ hệ thống cung cấp nhiệt nào, lực cản thủy lực chắc chắn phát sinh khi chất làm mát di chuyển. Để tính đến thông số này, cần tính toán thủy lực của hệ thống sưởi hai đường ống. Bản chất của nó nằm ở việc lựa chọn chính xác các thành phần hệ thống, có tính đến hiệu suất của chúng.
Trên thực tế, việc tính toán thủy lực của hệ thống đun nước là một quy trình phức tạp, trong đó tất cả các chi tiết và sắc thái đều được tính đến. Ở giai đoạn đầu tiên, bạn nên quyết định công suất sưởi cần thiết, chọn cách bố trí đường ống tối ưu, cũng như chế độ hoạt động nhiệt. Dựa trên những dữ liệu này, một tính toán thủy lực của hệ thống sưởi ấm được thực hiện trong Excel hoặc một chương trình chuyên dụng. Kết quả của các phép tính sẽ là các thông số sau của nguồn cấp nhiệt nước:
- Đường kính đường ống tối ưu... Dựa trên điều này, bạn có thể tìm ra thông lượng, tổn thất nhiệt của chúng. Có tính đến việc lựa chọn vật liệu sản xuất, khả năng chống nước đối với bề mặt bên trong của dây chuyền sẽ được biết;
- Tổn thất áp suất và áp suất trong các khu vực nhất định của hệ thống... Một ví dụ về tính toán thủy lực của hệ thống sưởi ấm sẽ cho phép bạn suy nghĩ trước về các cơ chế bù trừ của chúng;
- Sự tiêu thụ nước;
- Công suất yêu cầu của thiết bị bơm... Thích hợp cho các hệ thống kín với tuần hoàn cưỡng bức.
Thoạt nhìn, lực cản thủy lực của hệ thống sưởi rất phức tạp. Tuy nhiên, nó là đủ để đi sâu vào bản chất của các phép tính một chút và sau đó bạn có thể tự mình thực hiện chúng.
Để cung cấp nhiệt cho một ngôi nhà hoặc căn hộ nhỏ, cũng nên tính toán điện trở thủy lực của hệ thống sưởi.
Quy trình tính toán các thông số thủy lực của hệ thống sưởi
Ở giai đoạn đầu tiên của việc tính toán các thông số của hệ thống sưởi, nên vẽ một sơ đồ sơ bộ, trong đó chỉ ra vị trí của tất cả các bộ phận. Do đó, tổng chiều dài của các đường được xác định, số lượng bộ tản nhiệt, khối lượng nước, cũng như các đặc tính của các thiết bị sưởi ấm được tính toán.
Làm thế nào để thực hiện một tính toán thủy lực của sưởi ấm mà không có kinh nghiệm với các tính toán như vậy? Cần nhớ rằng điều quan trọng là chọn đúng đường kính ống để sưởi ấm tự trị. Đó là từ hiệu suất của giai đoạn này mà các tính toán sẽ bắt đầu.
Tốt nhất là lập sơ đồ sưởi ấm trên sơ đồ ngôi nhà đã hoàn thiện. Điều này sẽ cho phép bạn tính toán chính xác mức tiêu thụ vật liệu và xác định số lượng của nó để bố trí hệ thống.
Xác định đường kính ống tối ưu
Tính toán thủy lực đơn giản nhất của hệ thống sưởi chỉ bao gồm tính toán mặt cắt ngang của các đường ống. Thông thường, khi thiết kế các hệ thống nhỏ, họ không làm như vậy. Để thực hiện việc này, hãy lấy các thông số sau của đường kính ống, tùy thuộc vào loại cấp nhiệt:
- Mạch hở với tuần hoàn hấp dẫn... Ống có đường kính từ 30 đến 40 mm. Một tiết diện lớn như vậy là cần thiết để giảm tổn thất trong quá trình ma sát của nước với bề mặt bên trong của đường dây;
- Hệ thống kín với tuần hoàn cưỡng bức... Tiết diện của đường ống thay đổi từ 8 đến 24 mm. Nó càng nhỏ, áp suất trong hệ thống sẽ càng nhiều và theo đó, tổng thể tích của chất làm mát sẽ giảm. Nhưng điều này sẽ làm tăng tổn thất thủy lực.
Nếu có một chương trình chuyên biệt cho tính toán thủy lực của hệ thống sưởi ấm, chỉ cần điền dữ liệu về các đặc tính kỹ thuật của lò hơi và chuyển sơ đồ sưởi ấm là đủ. Gói phần mềm sẽ xác định đường kính ống tối ưu.
Dữ liệu thu được có thể được kiểm tra một cách độc lập. Quy trình thực hiện tính toán thủy lực của hệ thống sưởi hai đường ống bằng tay khi tính toán đường kính của đường ống là tính toán các thông số sau:
- V - tốc độ chuyển động của nước. Nó phải nằm trong khoảng từ 0,3 đến 0,6 m / s. Được xác định bởi hiệu suất của thiết bị bơm;
- Q - dòng nhiệt. Đây là tỷ lệ giữa lượng nhiệt truyền qua trong một khoảng thời gian nhất định - 1 giây;
- G - sự tiêu thụ nước. Được đo bằng kg / giờ. Trực tiếp phụ thuộc vào đường kính của đường ống.
Trong tương lai, để thực hiện tính toán thủy lực của hệ thống đun nước, bạn sẽ cần biết tổng thể tích của căn phòng được sưởi ấm - m³. Giả sử rằng giá trị này cho một phòng là 50 m³. Biết công suất của lò hơi đốt nóng (24 kW), ta tính được dòng nhiệt cuối cùng:
Q = 50/24 = 2,083 kW
Sau đó, để chọn đường kính ống tối ưu, bạn cần sử dụng dữ liệu trong bảng được tổng hợp khi thực hiện tính toán thủy lực của hệ thống sưởi ấm trong Excel.
Trong trường hợp này, đường kính ống bên trong tối ưu cho một phần cụ thể của hệ thống là 10 mm.
Trong tương lai, để thực hiện một ví dụ về tính toán thủy lực của hệ thống sưởi, bạn có thể tìm ra lưu lượng nước gần đúng, dòng nước này sẽ phát ra từ đường kính của ống.
Các nhà sản xuất ống polyme cho biết đường kính ngoài. Do đó, để tính toán chính xác điện trở thủy lực của hệ thống sưởi, cần trừ đi hai độ dày thành ống của nguồn điện.
Xem xét các điện trở cục bộ trong đường dây
Một bước quan trọng không kém là tính toán lực cản thủy lực của hệ thống sưởi tại mỗi đoạn của đường dây. Đối với điều này, toàn bộ sơ đồ cung cấp nhiệt được chia thành nhiều vùng theo quy ước. Tốt nhất là thực hiện các phép tính cho mọi phòng trong nhà.
Là dữ liệu ban đầu để nhập vào chương trình tính toán thủy lực của hệ thống sưởi, các giá trị sau sẽ cần thiết:
- Chiều dài của đường ống tại hiện trường, lm;
- Đường kính dòng. Quy trình tính toán được mô tả ở trên;
- Tốc độ cần thiết của môi chất gia nhiệt. Nó cũng phụ thuộc vào đường kính của đường ống và công suất của máy bơm tuần hoàn;
- Dữ liệu tham chiếu đặc trưng cho từng loại vật liệu chế tạo - hệ số ma sát (λ), tổn thất ma sát (ΔР);
- Tỷ trọng của nước ở nhiệt độ + 80 ° C sẽ là 971,8 kg / m³.
Khi biết những dữ liệu này, bạn có thể thực hiện một tính toán thủy lực đơn giản của hệ thống sưởi ấm. Kết quả của các phép tính như vậy có thể được nhìn thấy trong bảng.
Khi thực hiện công việc này, cần phải nhớ rằng phần gia nhiệt được chọn càng nhỏ thì dữ liệu của các thông số chung của hệ thống càng chính xác. Vì sẽ khó thực hiện tính toán thủy lực cấp nhiệt lần đầu tiên, nên thực hiện một số phép tính cho một khoảng thời gian nhất định của đường ống. Điều mong muốn là nó chứa càng ít thiết bị bổ sung càng tốt - bộ tản nhiệt, van, v.v.
Để kiểm tra tính toán thủy lực của hệ thống sưởi hai đường ống, bạn cần thực hiện nó trong một số chương trình khác nhau hoặc bổ sung bằng tay của chính bạn.
Tổng quan về các chương trình tính toán thủy lực
Trên thực tế, bất kỳ tính toán thủy lực nào của hệ thống cấp nước nóng đều là một công việc kỹ thuật phức tạp. Để giải quyết vấn đề này, một số gói phần mềm đã được phát triển để đơn giản hóa việc thực hiện quy trình này.
Bạn có thể thử tính toán thủy lực của hệ thống sưởi trong Excel shell, sử dụng các công thức có sẵn. Nhưng đồng thời, các vấn đề sau có thể phát sinh:
- Lỗi lớn. Trong hầu hết các trường hợp, sơ đồ một ống hoặc hai ống được lấy làm ví dụ về tính toán thủy lực cho hệ thống sưởi. Việc tìm kiếm các tính toán như vậy cho bộ sưu tập là một vấn đề;
- Để tính toán chính xác sức cản thủy lực của đường ống, dữ liệu tham khảo là cần thiết, không có sẵn trong biểu mẫu. Chúng cần được tìm kiếm và nhập bổ sung.
Có tính đến những yếu tố này, các chuyên gia khuyên bạn nên sử dụng các chương trình tính toán. Hầu hết chúng đều được trả phí, nhưng một số có phiên bản demo giới hạn.
Oventrop CO
Chương trình đơn giản và trực quan nhất để tính toán thủy lực của hệ thống cung cấp nhiệt. Giao diện trực quan và cấu hình linh hoạt sẽ giúp bạn nhanh chóng xử lý các sắc thái của việc nhập dữ liệu. Các vấn đề nhỏ có thể phát sinh trong quá trình thiết lập ban đầu của khu phức hợp. Cần nhập tất cả các thông số của hệ thống, từ vật liệu để sản xuất ống và kết thúc bằng vị trí của các bộ phận làm nóng.
HERZ C.O.
Nó được đặc trưng bởi tính linh hoạt của các cài đặt, khả năng tính toán thủy lực đơn giản về hệ thống sưởi cho cả hệ thống cung cấp nhiệt mới và hiện đại hóa hệ thống cũ. Khác với các chất tương tự trong giao diện đồ họa thuận tiện.
Instal-Therm HCR
Gói phần mềm được thiết kế để chống thủy lực chuyên nghiệp của hệ thống cung cấp nhiệt. Phiên bản miễn phí có nhiều hạn chế. Lĩnh vực ứng dụng là thiết kế hệ thống sưởi trong các tòa nhà công cộng và công nghiệp lớn.
Trong thực tế, tính toán thủy lực không phải lúc nào cũng được thực hiện cho việc cung cấp nhiệt tự động của nhà riêng và căn hộ. Tuy nhiên, điều này có thể dẫn đến sự suy giảm hoạt động của hệ thống sưởi và nhanh chóng hỏng hóc các bộ phận của nó - bộ tản nhiệt, đường ống và lò hơi. Để tránh điều này, bạn cần tính toán kịp thời các thông số của hệ thống và so sánh chúng với thực tế để tối ưu hóa hơn nữa hoạt động sưởi ấm.
Một ví dụ về tính toán thủy lực cho hệ thống sưởi ấm:
