Hydraulický výpočet domovní otopné soustavy - výpočet výpočet výpočet + přehled užitečných programů

Tlakový cirkulační systém

Tento typ zařízení je vhodnější pro dvoupodlažní dům. V tomto případě je oběhové čerpadlo zodpovědné za nepřetržitý pohyb teplonosných látek po vedení. V takových systémech je povoleno používat potrubí menšího průměru a nepříliš výkonný kotel. Jinými slovy, v tomto případě je možné uspořádat mnohem efektivnější jednotrubkový topný systém dvoupodlažní dům. Schéma s čerpadlem má pouze jednu vážnou nevýhodu - závislost na elektrických sítích. Proto tam, kde dochází k častým výpadkům proudu, je vhodné instalovat zařízení podle výpočtů provedených pro systém s přirozeným průtokem chladicí kapaliny. Doplněním této konstrukce o oběhové čerpadlo lze dosáhnout co nejefektivnějšího vytápění domu.

Plynový kotel bez elektřiny je tradiční podlahový spotřebič, který ke svému provozu nepotřebuje další zdroje energie. Tento typ spotřebiče je vhodné instalovat, pokud dochází k pravidelnému přerušování dodávky elektřiny. To platí například pro venkovské oblasti nebo rekreační domy. Výrobní společnosti vyrábějí moderní modely dvouokruhových kotlů.

Mnoho populárních výrobců vyrábí různé modely Jsou poměrně účinné a kvalitní.Jsou poměrně účinné a kvalitní. V poslední době se objevily modely těchto zařízení pro montáž na stěnu. Konstrukce topného systému by měla být taková, aby chladicí kapalina cirkulovala na principu konvekce.

To znamená, že ohřátá voda stoupá vzhůru a vystupuje výtokem do systému. Aby byla zajištěna cirkulace, musí být potrubí skloněné a mít velký průměr.

A samozřejmě je velmi důležité, aby se samotný plynový kotel nacházel v nejnižším bodě topného systému.

K tomuto typu topného zařízení lze samostatně připojit čerpadlo napájené ze sítě. Po zapojení do systému vytápění bude čerpat teplonosnou látku, čímž zlepší práci kotle. Pokud je čerpadlo vypnuto, začne topné médium cirkulovat gravitačně.

Konstrukční prvky

Aby gravitační systém fungoval efektivně, musí být splněny následující požadavky.

• Zdrojem tepla je jakýkoli energeticky nezávislý generátor tepla s výstupy o průměru 40-50 mm;
• Na výstupu z kotle nebo kamen s vodním okruhem musí být instalováno stoupací potrubí, což je svislé potrubí stoupající k ohřívanému médiu;
• Stoupací potrubí je zakončeno otevřenou expanzní nádobou, která je instalována na půdě nebo pod stropem horního patra (v závislosti na typu rozvodu a konstrukci rodinného domu);
• objem zásobníku - 10 % objemu topného média;
• Doporučujeme vybírat otopná tělesa s velkými rozměry vnitřního kanálu - litinová, hliníková, bimetalová;
• radiátory jsou pro lepší přenos tepla spojeny různými způsoby - spodním nebo diagonálním;
• Na připojovacích trubkách radiátorů jsou instalovány speciální plnoprůtokové ventily s termostatickou hlavicí (přívod) a vyvažovací ventily (zpátečka);
• Radiátory by měly být vybaveny ručními odvzdušňovacími otvory - kohouty Maevsky;
• Doplňování topné sítě je organizováno v nejnižším bodě - v blízkosti kotle;
• Všechny vodorovné úseky potrubí musí být položeny se sklonem minimálně 2 mm na běžný metr, průměrně 5 mm/1 m.

Levý obrázek ukazuje přívodní stoupačku z podlahového kotle s obtokovým čerpadlem, pravý obrázek ukazuje zpětnou přípojku.

Gravitační topné systémy jsou otevřené a pracují při atmosférickém tlaku. Bude však gravitace fungovat v uzavřeném okruhu s membránovou nádrží? Odpověď zní ano, přirozená cirkulace zůstane zachována, ale rychlost teplonosné kapaliny se sníží a účinnost klesne.

Odpověď se dá snadno zdůvodnit, stačí zmínit změnu fyzikálních vlastností kapalin při přetlaku. Při tlaku v systému 1,5 baru se bod varu vody posune na 110 °C a zvýší se i její hustota. Oběh se zpomalí v důsledku malého hmotnostního rozdílu mezi horkým a studeným proudem.

Zjednodušené diagramy gravitačního proudění s otevřenou a membránovou expanzní nádrží

Výpočet tepelných ztrát domu

Tyto informace budete potřebovat k určení potřebného výkonu topného systému, tj. kotle a tepelného výkonu každého radiátoru zvlášť. K tomuto účelu lze použít naši on-line kalkulačku tepelných ztrát. Musí se vypočítat pro každou místnost v domě, která má vnější stěnu.

Kontrola. Vypočtená tepelná ztráta každé místnosti se vydělí její plochou a získá se měrná tepelná ztráta ve wattech/m2. Ty se obvykle pohybují od 50 až 150 W/m2.. м. Pokud se vaše údaje velmi liší, je možné, že jste udělali chybu. Nejvyšší tepelné ztráty mají místnosti v nejvyšším podlaží, následuje přízemí a nejméně místnosti ve středním podlaží.

Výpočet hydrauliky systému ohřevu vody

Teplonosná látka cirkuluje systémem pod tlakem, který není konstantní. Snižuje se v důsledku třecích sil na stěnách potrubí a odporu na tvarovkách a armaturách. Majitel domu také přispívá tím, že upravuje distribuci tepla do jednotlivých místností.

Tlak roste, pokud teplota topného média stoupá, a naopak klesá, pokud teplota klesá.

Aby nedocházelo k nerovnováze v otopné soustavě, je nutné vytvořit takové podmínky, aby každý radiátor byl zásobován vodou. do každého chladiče je přiváděno tolik tepelné kapaliny, kolik je potřeba.Hlavním účelem hydraulického výpočtu je sladit návrhové průtoky se skutečnými nebo provozními průtoky v síti.

Hlavním cílem hydraulického výpočtu je uvést návrhové průtoky v síti do souladu se skutečnými nebo provozními průtoky.

V této fázi návrhu se určí průměry potrubí a jejich únosnost:

• Průměry potrubí a jejich nosnosti;
• místní tlakové ztráty v jednotlivých částech otopné soustavy;
• požadavky na hydraulickou koordinaci;
• Tlakové ztráty v celém systému (celkem);
• Optimální průtok topného média.

Aby bylo možné provést hydraulický výpočet, je třeba provést určitou přípravu:

1. Shromážděte počáteční údaje a systematizujte je.
2. Zvolte si metodiku.

V prvním kroku musí projektant prostudovat tepelné parametry objektu a provést tepelný výpočet. Díky tomu má k dispozici informace o množství tepla potřebného pro každou místnost. Poté se zvolí topné zařízení a zdroj tepla.

Schéma topného systému v soukromém domě

Ve fázi návrhu se rozhoduje o typu topného systému a jeho vyvážení a vybírají se trubky a tvarovky. Nakonec se vytvoří axonometrický plán a nakreslí se plány místností s vyznačením:

• kapacita chladiče;
• průtok chladicí kapaliny;
• Uspořádání topných zařízení atd.

Označí se všechny úseky systému, uzlové body, vypočítá se délka kroužků a zadá se do výkresu.

Postup instalace

Sestavte jednotrubkový systém následujícím způsobem:

• Kotel instalujte v technické místnosti na podlahu nebo jej zavěste na zeď. Nejspolehlivější a nejúčinnější jednotrubkový topný systém ve dvoupodlažním domě lze instalovat s plynovými spotřebiči. Schéma zapojení bude v tomto případě standardní a umožní vám provést veškerou práci, a to i svépomocí, pokud si to budete přát.
• Na stěnách jsou zavěšena topná tělesa.
• V dalším kroku se instalují přívodní a vratné stoupačky do prvního patra. Umístěte je do těsné blízkosti kotle. Obvod v přízemí je připojen ke stoupačkám pod ním a obvod ve druhém patře je připojen ke stoupačkám nad ním.
• Poté připojte stoupačky radiátorů k elektrické síti. U každého radiátoru musí být instalován uzavírací ventil (na přívodu obtoku) a Maevského ventil.
• Expanzní nádoba je instalována v bezprostřední blízkosti kotle na "vratném" potrubí.
• Oběhové čerpadlo je také připojeno ve "vratném" potrubí v blízkosti kotle na obtoku se třemi kohouty. Na obtoku je před ním umístěn speciální filtr.

Posledním krokem je provedení tlakové zkoušky systému za účelem zjištění závad a netěsností.

Jak je vidět, může být jednotrubkový topný systém pro dvoupodlažní dům s co nejjednodušším schématem velmi pohodlným a praktickým zařízením.

Pokud však chcete použít takovýto jednoduchý návrh, je v první fázi důležité provést všechny potřebné výpočty s maximální přesností.

Když se uvažuje o instalaci vytápění, je třeba nejprve rozhodnout, jaký druh paliva se bude používat.

Současně s tím je však nezbytné rozhodnout, do jaké míry bude plánované vytápění skutečně nezávislé. Například topný systém bez čerpadla, který ke své funkci nepotřebuje elektřinu, je skutečně soběstačný. K efektivnímu provozu je zapotřebí pouze zdroj tepla a správně umístěné potrubí.

Efektivní provoz vyžaduje pouze zdroj tepla a správně umístěné potrubí.

Topný okruh je kombinace komponentů, které vytápějí dům předáváním tepla do vzduchu. Nejběžnějším typem vytápění je systém, který jako zdroj tepla využívá kotle nebo bojlery napojené na vodovod. Voda prochází ohřívačem, dosáhne určité teploty a poté je vedena do topného okruhu.

V soustavách s vodou jako topným médiem může být cirkulace organizována dvěma způsoby:

Kotle se používají jako zdroj tepla pro ohřev vody. Jejich princip činnosti je založen na přeměně energie určitého typu na teplo a jejím předávání teplonosnému médiu. V závislosti na typu zdroje vytápění mohou být kotle plynové, na tuhá paliva, elektrické nebo olejové.

Topný systém lze zapojit jako jednotrubkový nebo dvoutrubkový. Pokud jsou všechny spotřebiče v okruhu zapojeny sériově, tj. topné médium prochází všemi prvky v pořadí a vrací se zpět do kotle, jedná se o tzv. jednotrubkový systém. Významnou nevýhodou tohoto systému je nerovnoměrné vytápění. To je způsobeno tím, že na každém prvku dochází k určitým tepelným ztrátám, takže teplotní rozdíl mezi kotli může být značný.

Dvoutrubkový systém znamená, že otopná tělesa jsou připojena paralelně ke stoupacímu potrubí. Nevýhodou tohoto zapojení je zvýšená složitost a spotřeba materiálu, která je dvakrát vyšší než u jednotrubkového systému. Topné okruhy pro velké vícepodlažní budovy lze však realizovat pouze s tímto připojením.

Systém s gravitační cirkulací je citlivý na chyby při instalaci vytápění.

Co znamená hydronický výpočet a proč je nutný?

Provést hydraulický výpočet pro vytápění znamená správně dimenzovat určité úseky sítě s ohledem na tlak tak, aby jimi mohl protékat určitý průtok teplonosného média.

Tento výpočet umožňuje určit:

• Tlakové ztráty v různých částech sítě;
• Kapacita potrubí;
• Optimální průtok kapaliny;
• Hodnoty potřebné pro hydraulické vyvážení.

Kombinací všech získaných údajů lze vybrat topná čerpadla.

Množství tepla vstupujícího do radiátorů by mělo být takové, aby byla v budově zajištěna rovnováha vytápění s ohledem na venkovní teplotu a teplotu nastavenou uživatelem pro každou místnost zvlášť.

Pokud je vytápění samostatné, lze použít následující metody výpočtu:

• Použití odporových a vodivostních charakteristik;
• Podle specifických průtoků;
• Porovnáním dynamického tlaku;
• Podle různých délek zkrácených na jediné číslo.

Hydraulický výpočet je jedním z nejdůležitějších kroků při navrhování topných systémů s kapalnými médii.

Před jeho provedením je nutné:

• Určete tepelnou bilanci požadovaných místností;
• Zvolte typ topných zařízení a umístěte je na stavební výkresy;
• Rozhodněte o konfiguraci topného systému a typu použitých trubek a armatur.
• Nakreslete schéma topného systému s uvedením počtu, zatížení a délek požadovaných úseků;
• Určete hlavní cirkulační prstenec, kterým proudí topné médium.

U budov s několika podlažími se obvykle používá dvoutrubkový systém vytápění a u budov s vyššími podlažími se používá jednotrubkový systém.

Jak se provádí hydraulický výpočet

Aby bylo možné provést hydraulický výpočet topného systému, je třeba splnit několik úkolů:

1. Určete průměr potrubí ve všech částech systému (nezapomeňte zohlednit rychlost přenosu tepla).
2. Vypočítejte tlakovou ztrátu.
3. Vyřešte hydraulické připojení.
4. A samozřejmě průtok topného média.

Jaké jsou pro to bezplatné programy?

Jak jste již možná uhodli, tento program je určen k rychlejšímu provádění potřebných výpočtů. Nejprve je třeba provést všechna příslušná nastavení a vybrat nejvhodnější prvky vybavení. Tímto způsobem lze vytvářet zcela nové obvody. Již připravené schéma lze navíc podle potřeby upravit.

Tento software je kombinuje a umožňuje vytvářet originální projekty i upravovat staré. Software nabízí širokou škálu možností pro hydronické výpočty, od průtoku topného média až po výběr potrubí požadovaného průměru. Všechny výsledky lze importovat do operačního systému v libovolné podobě.

Tento program je volně k dispozici. Umožňuje vypočítat vše, co potřebujete pro své systémy, bez ohledu na počet potrubí. Zásadní rozdíl mezi společností Hertz a jejími protějšky spočívá v tom, že budete moci vytvářet různé projekty, a to jak v novostavbách, tak v rekonstruovaných stavbách, kde je teplonosným médiem konkrétně glykolová směs. Program byl certifikován společností CSPC Ltd.

Zadávání dat je velmi pohodlné, protože se provádí graficky. Výsledky výpočtu jsou vizualizovány ve formě diagramů.

Můžete jej použít k výpočtu plošného nebo radiátorového vytápění. Skládá se ze speciální sady čtyř podobných programů. Podívejme se na funkce programu:

1. Výběr potrubí podle průměru.
2. Výběr vhodných radiátorů.
3. Určuje výšku, ve které mají být čerpadla umístěna.
4. Různé druhy výpočtů otopných ploch.
5. Určete nejvhodnější teplotu.

Na rozdíl od předchozích možností si můžete stáhnout pouze bezplatnou zkušební verzi softwaru, která má samozřejmě určitá omezení. Především v naprosté většině možností budete moci obrázek nejen importovat do operačního systému, ale dokonce i vytisknout. Každá jednotlivá žádost má navíc limit tří dokončených projektů na jednu žádost. Zároveň ji můžete upravovat nekonečně mnohokrát, není to zakázáno. Hotové projekty se nakonec uloží ve speciálním formátu, který žádná jiná verze nepřečte.

Hydraulický výpočet otopné soustavy je nedílnou součástí moderního regulačního systému. Abyste si mohli vybrat regulační ventil, aniž byste měli představu o tom, co je v současné době na trhu, budete muset provést výpočet pro celou plochu budovy, nejlépe s využitím co nejbohatší knihovny. Výkonnost celého systému závisí na správnosti údajů, které máte k dispozici.

Dvoutrubkový okruh v bytovém domě

Abyste dosáhli správné instalace vytápění v bytě ve výškové budově, musíte systém naplánovat od samého začátku. Jedním z klíčových bodů při plánování je výpočet průměru topného potrubí.

Technická část se nazývá hydraulický výpočet. Volbu průměru potrubí pro vytápění ovlivňují tyto faktory

• délka systému;
• teplotu zásobovacího média;;
• teplotu chladicí kapaliny ve zpětném potrubí;
• materiály a příslušenství;
• plochu místnosti;
• stupeň únavy v místnosti.

Jinými slovy, před výpočtem průměru potrubí pro vytápění je třeba stanovit hydraulické hodnoty systému. Samostatně lze provést pouze přibližné výpočty, které lze využít i v praxi.

Průměr potrubí u dvoutrubkového topného systému přímo určuje, jak rychle se teplo z kotle dostane do koncového bodu okruhu. Čím menší je jmenovitý průměr, tím vyšší je rychlost teplonosného média.

To proto, že voda bude mít dostatek času na to, aby odvedla větší množství tepla.

Nejjednodušší způsob, jak vypočítat průměr topného potrubí, je držet se stejného jmenovitého otvoru, jaký má přípojka do vašeho bytu z centrální stoupačky.

Ušetří vám to čas a stres, protože konstruktér omylem neinstaloval obvod s tímto průřezem. Veškeré výpočty, včetně hydraulických, byly provedeny před zahájením stavby.

Pokud chcete vše vypočítat pomocí vzorce, pak. použijte informace z následujícího bloku.

Optimální průměr potrubí pro vytápění v bytě a rodinném domě do 100 m2 je 25 mm. To platí pro výrobky z polypropylenu.

Informace o výpočtu průměru potrubí pro vytápění

Pro určení průměru budete potřebovat následující údaje: celkové tepelné ztráty objektu, délku potrubí, výpočet výkonu radiátoru pro každou místnost a způsob rozvodu. Rozvod může být jednotrubkový, dvoutrubkový, nucené větrání nebo přirozené větrání.

Bohužel není možné vypočítat přesný průřez potrubí. V každém případě si musíte vybrat z několika možností. Tento bod stojí za vysvětlení: do radiátorů je třeba dodávat určité množství tepla a zároveň zajistit, aby radiátory hřály rovnoměrně. V systémech nuceného větrání se k tomu používá potrubí, čerpadlo a samotné teplonosné médium. Stačí, když se po určitou dobu provozuje správné množství teplonosného média.

Ukazuje se, že lze zvolit potrubí o menším průměru a přenášet teplonosné médium při vyšším průtoku. Je také možné zvolit potrubí s větším průřezem, ale s nižším průtokem. První možnost je vhodnější.

Přehled programů pro hydronické výpočty

Příklad programu pro výpočet vytápění

Každý hydronický výpočet teplovodních otopných soustav je v podstatě složitý inženýrský úkol. Pro tento úkol bylo vyvinuto několik softwarových balíčků, které jej usnadňují.

Pomocí vzorců, které jsou k dispozici, se lze pokusit vypočítat hydronický výpočet otopné soustavy v programu Excel. Přitom však mohou nastat následující problémy:

• Velké nepřesnosti. Ve většině případů se jako příklad hydraulického výpočtu topného systému bere jednotrubkový nebo dvoutrubkový okruh. Nalezení podobných výpočtů pro rozdělovací systém je problematické;
• Pro správné zohlednění hydraulického odporu potrubního systému jsou zapotřebí referenční údaje, které ve formuláři nejsou k dispozici. Je třeba je vyhledat a zadat dodatečně.

Vzhledem k těmto faktorům odborníci doporučují používat výpočtové programy. Většina z nich je placená, ale některé mají omezenou demoverzi.

Oventrop CO

Program pro hydraulický výpočet

Nejjednodušší a nejpřehlednější software pro výpočet hydraulického obsahu soustavy zásobování teplem. Intuitivní rozhraní a flexibilní nastavení vás provedou všemi nuancemi zadávání dat. Při počátečním nastavení se mohou vyskytnout drobné problémy. Je třeba zadat všechny parametry systému, od materiálu potrubí až po umístění topných těles.

HERZ C.O.

Software se vyznačuje flexibilitou nastavení, možností zjednodušeného hydraulického výpočtu vytápění, a to jak pro nový topný systém, tak pro modernizaci starého. Od svých analogů se liší uživatelsky přívětivým grafickým rozhraním.

Instal-Therm HCR.

Softwarový balíček je určen pro profesionální hydraulický odpor systému zásobování teplem. Bezplatná verze má mnoho omezení. Oblast použití - návrh vytápění ve velkých veřejných a průmyslových budovách.

Příklad hydraulického výpočtu topný systém:

Stanovení odporu

Inženýři se často setkávají s výpočty topných systémů ve velkých objektech. Takové systémy vyžadují velké množství radiátorů a stovky metrů potrubí. Hydraulický odpor topného systému lze vypočítat pomocí rovnic nebo speciálních automatických programů.

Pro stanovení relativních tepelných ztrát v síti se používá následující přibližná rovnice: R = 510 4 v 1,9 / d 1,32 (Pa/m). Použití této rovnice je oprávněné pro rychlosti nepřesahující 1,25 m/s.

Pokud je známa spotřeba teplé vody, použije se k určení průřezu uvnitř potrubí přibližná rovnice: d = 0,75 √G (mm). Po získání výsledku je nutné se podívat do speciální tabulky, aby bylo možné získat jmenovitý průřez.

Princip činnosti otevřeného topného systému s oběhovým čerpadlem

Výpočet tepelné kapaliny

Výpočet teplonosného média spočívá ve stanovení následujících údajů

• rychlost proudění vodních mas potrubím s danými parametry;
• jejich průměrné teploty;
• Průtok média souvisí s požadavky na výkon topného zařízení.

Známé vzorce pro výpočet parametrů teplonosné kapaliny (včetně hydrauliky) jsou poměrně složité a v praxi nepohodlné. Online kalkulačky používají zjednodušený přístup, který poskytuje výsledek s přijatelnou chybou pro tuto metodu.

Před zahájením instalace je však důležité zajistit, aby bylo k dispozici čerpadlo alespoň s vypočtenými hodnotami. Jen tak si můžete být jisti, že jsou splněny požadavky tohoto kritéria a že systém je schopen vytápět místnost na příjemnou teplotu.