Hydraulický výpočet topného systému jako příklad

Základní rovnice pro hydraulický výpočet plynového potrubí

Pro výpočet průtoku plynu potrubím se určí průměr potrubí, průtok a ztráta výšky. Vypočítává se podle povahy pohybu. U laminárního - výpočty se provádějí přísně matematicky podle vzorce:

P1 - P2 = ∆P = (32*μ*ω*L)/D2 kg/m2 (20), kde:

• ∆P - kgm2, ztráta výšky v důsledku tření;
• ω - m/sec, rychlost paliva;
• D - m, průměr potrubí;
• L - m, délka potrubí;
• μ - kg/sec/m2, viskozita kapaliny.

Při turbulentním pohybu není možné použít přesné matematické výpočty vzhledem k chaotické povaze pohybu. Proto se použijí experimentálně stanovené koeficienty.

Vypočítávají se podle vzorce:

P1 - P2 = (λ*ω2*L*ρ)/2g*D (21), kde:

• P1 a P2 jsou tlaky na začátku a na konci potrubí, kg/m2;
• λ je bezrozměrný součinitel odporu;
• ω - m/s, průměrná rychlost plynu v průřezu potrubí;
• ρ - kg/m3, hustota paliva;
• D - m, průměr potrubí;
• g - m/sec2, gravitační zrychlení.

Video: Základy hydraulického navrhování plynovodů.

Sestavení otázek

• Mikhail, Lipetsk - Jaké kotouče mám použít na řezání kovů?
• Ivan, Moskva - Jaký je GOST pro výrobky z plechu?
• Maxim, Tver - Jaké jsou nejlepší regály pro skladování válcovaných kovových výrobků?
• Vladimir, Novosibirsk - Co znamená ultrazvukové zpracování kovů bez abraziv?
• Valerij, Moskva - Jak vykovat nůž z ložiska vlastníma rukama?
• Stanislav, Voroněž - Jaké zařízení se používá pro výrobu pozinkovaných ocelových kanálů?

Jak pracovat v programu EXCEL

Používání tabulek Excelu je velmi pohodlné, protože výsledky hydraulických výpočtů jsou vždy shrnuty v tabulkové formě. Stačí určit pořadí kroků a připravit vzorce.

Zadávání nezpracovaných dat

Vybere se buňka a zadá se hodnota. Všechny ostatní informace jsou pouze zaznamenány.

Buňky	Hodnota	Hodnota, symbol, jednotka
D4	45,000	Průtok vody G v t/hod
D5	95,0	Vstupní teplota tx ve °C
D6	70,0	Výstupní teplota tx ve °C
D7	100,0	Vnitřní průměr d, mm
D8	100,000	Délka, L v m
D9	1,000	Ekvivalentní drsnost potrubí ∆ v mm
D10	1,89	Součet místních odporů - Σ(ξ)

• Hodnota v D9 je převzata z validační knihy;
• Hodnota v D10 popisuje odpory na svárech.

Vzorce a algoritmy

Vyberte buňky a zadejte algoritmus a vzorce pro teoretickou hydrauliku.

Buňky	Algoritmus	Vzorec	Výsledek	Výsledná hodnota
D12	!ERROR! D5 neobsahuje číslo nebo výraz	tcf=(tvh+tvy)/2	82,5	Průměrná teplota vody tcp ve °C
D13	!ERROR! D12 neobsahuje číslo nebo výraz	n=0,0178/(1+0,0337*tср+0,000221*tср2)	0,003368	Koeficient kinematické viskozity vody - n, cm2/s při tcr
D14	!ERROR! D12 neobsahuje číslo nebo výraz	ρ=(-0,003*tср2-0,1511*tср+1003, 1)/1000	0,970	Průměrná hustota vody ρ,t/m3 při tcp
D15	!ERROR! D4 neobsahuje číslo nebo výraz	G'=G*1000/(ρ*60)	773,024	Průtok vody G', l/min.
D16	!ERROR! D4 neobsahuje číslo nebo výraz	v=4*G:(ρ*π*(d:1000)2*3600)	1,640	Rychlost vody v, m/s
D17	!ERROR! D16 neobsahuje číslo nebo výraz	Re=v*d*10/n	487001,4	Reynoldsovo číslo Re
D18	!ERROR! Buňka D17 neexistuje	λ=64/Re při Re≤2320 λ=0,0000147*Re při 2320≤Re≤4000 λ=0,11*(68/Re+∆/d)0,25 při Re≥4000	0,035	Koeficient hydraulického tření λ
D19	!ERROR! Buňka D18 neexistuje	R=λ*v2*ρ*100/(2*9,81*d)	0,004645	Měrná ztráta třením R, kg/(cm2*m)
D20	CHYBA! Buňka D19 neexistuje	dPtr=R*L	0,464485	Ztráty třecího tlaku dPtr, kg/cm2
D21	CHYBA! Buňka D20 neexistuje	dPtr=dPtr*9,81*10000	45565,9	a Pa D20
D22	CHYBA! D10 neobsahuje číslo nebo výraz	dPмс=Σ(ξ)*v2*ρ/(2*9,81*10)	0,025150	Úbytek tlaku v místních odporech dPms v kg/cm2
D23	!ERROR! Buňka D22 neexistuje	dPtr=dPms*9,81*10000	2467,2	a Pa odpovídajícím způsobem D22
D24	!ERROR! Buňka D20 neexistuje	dP=dPtr+dPms	0,489634	Vypočtená tlaková ztráta dP, kg/cm2
D25	!ERROR! Buňka D24 neexistuje.	dP=dP*9,81*10000	48033,1	a Pa D24
D26	!ERROR! Buňka D25 neexistuje	S=dP/G2	23,720	Odporová charakteristika S, Pa/(t/h)2

• hodnota D15 je přepočítána na litry, takže je snazší hodnotu přečíst;
• buňka D16 - přidáme formátování podle podmínky: "Pokud v nespadá do rozsahu 0,25...1,5 m/s, pozadí buňky je červené/ písmo je bílé".

U potrubí s výškovým rozdílem na vstupu a výstupu se k výsledkům přičítá statický tlak: 1 kg/cm2 na 10 m.

Návrh výsledků

Autorova barevnost má funkční účel:

• Světle tyrkysové buňky obsahují nezpracovaná data - lze je měnit.
• Bledě zelené buňky - vstupní konstanty nebo údaje, které se mění jen málo.
• Žluté buňky - pomocné předběžné výpočty.
• Světle žluté buňky - výsledky výpočtů.
• Písma:
  • modrá - nezpracovaná data;
  • černá barva - střední/středně těžké výsledky;
  • červená - hlavní a konečné výsledky hydraulického výpočtu.

Výsledky v tabulce Excel

Příklad od Alexandra Vorobjeva

Příklad jednoduchého hydraulického výpočtu v programu Excel pro horizontální úsek potrubí.

Vstupní data:

• délka potrubí100 metrů;
• ø108 mm;
• tloušťka stěny 4 mm.

Tabulka výsledků výpočtů místní odolnosti

Složitějšími výpočty v Excelu krok za krokem si lépe osvojíte teorii a částečně ušetříte práci na návrhu. Při správném přístupu bude váš topný systém optimální z hlediska nákladů a tepelného výkonu.

Výpočet průměru potrubí v topném systému

Tento výpočet je založen na řadě parametrů. Nejprve je třeba vypočítat tepelný výkon topného systémuNejprve je třeba stanovit tepelný výkon topného systému a poté vypočítat rychlost, jakou bude teplonosné médium - horká voda nebo jiné médium - proudit potrubím. To pomůže k co nejpřesnějšímu výpočtu a zabrání nepřesnostem.

Výpočet výkonu topného systému

Pro výpočet se používá vzorec. Chcete-li vypočítat výkon topného systému, vynásobte objem vytápěného prostoru součinitelem tepelných ztrát a rozdílem mezi zimní teplotou uvnitř a vně prostoru a vypočtenou hodnotu vydělte číslem 860.

Pokud má budova standardní parametrylze vypočítat jako průměrnou hodnotu.

Pro stanovení výsledné teploty musí být průměrná venkovní teplota v zimě a vnitřní teplota minimálně rovna hygienickému požadavku.

Rychlost tepelné kapaliny v systému

Předepsaná rychlost teplonosného média v otopné soustavě je překročí hodnotu 0,2 m za sekundu.. Důvodem je skutečnost, že při nižších otáčkách se z kapaliny uvolňuje vzduch, což vede ke vzniku vzduchových bloků, které mohou narušit provoz celého topného systému.

Horní hranice rychlosti nesmí překročit 1,5 metru za sekundu, protože to je může způsobit šum v systému.

Obecně se doporučuje udržovat střední rychlost bariéry, aby se zvýšila cirkulace a tím i produktivita systému. Nejčastěji se k tomu používají speciální čerpadla.

Výpočet průměru potrubí v topném systému

Výměna celého potrubního systému.

Výpočet průměrů potrubí se provádí pomocí speciální vzorec.Obsahuje:

• požadovaný průměr
• tepelný výkon systému
• rychlost kapaliny
• rozdíl teplot mezi teplotou přívodu a zpátečky topného systému.

Tento teplotní rozdíl musí být zvolen na základě normy pro vstup(nejméně 95 stupňů) a na zpáteční cestě (obvykle 65-70 stupňů). Na základě toho se obvykle předpokládá rozdíl teplot 20 stupňů.

Příprava na provedení výpočtu

Dobrému a podrobnému výpočtu musí předcházet řada přípravných kroků při provádění výpočtových plánů. Tuto část lze nazvat shromažďováním informací pro výpočet. Hydraulický výpočet, který je nejobtížnější částí návrhu systému ohřevu vody, umožňuje přesnou projekci celého jeho provozu. Připravované údaje by měly zahrnovat výpočet požadovaných tepelných bilancí prostor, které mají být vytápěny navrženým topným systémem.

V projektu je výpočet proveden s ohledem na typ vybraných otopných zařízení s definovanými teplosměnnými plochami a jejich umístění ve vytápěných místnostech, kterými mohou být radiátorové sekční baterie nebo jiné typy výměníků tepla. Jejich umístění je vyznačeno na půdorysu domu nebo bytu.

Upevňovací body pro topná zařízení,

Po určení požadované konfigurace systému na plánu je třeba ji zakreslit v axonometrické projekci ve všech podlažích. V takovém diagramu je každé topné těleso označeno číslem a je uveden maximální tepelný výkon. Důležitým prvkem, který je pro tepelný spotřebič rovněž uveden v diagramu, je vypočtená délka úseku potrubí pro jeho připojení.

Označení a postup

V plánech musí být vyznačen předem stanovený okruh cirkulace, tzv. hlavní okruh. Jedná se o smyčku, která zahrnuje všechny úseky systému s nejvyššími průtoky. U dvoutrubkových systémů vedou tyto úseky od kotle (zdroje tepla) k nejvzdálenějšímu tepelnému spotřebiči a zpět ke kotli. U jednotrubkových systémů se berou úseky stoupacího a vratného potrubí.

Výpočetní jednotkou je úsek potrubí, který má konstantní průměr a proud (průtok) teplonosné látky. Jeho hodnota se určuje na základě tepelné bilance místnosti. Je přijato určité pořadí označování těchto úseků, počínaje kotlem (zdrojem tepla, výrobcem tepla), které jsou očíslovány. Pokud existují odbočky z přívodní linky, jsou označeny velkými písmeny v abecedním pořadí. Stejným písmenem s přerušovanou čarou se označuje sběrný bod každé větve na zpátečce.

Na začátku topné větve je uvedeno číslo podlaží (vodorovné systémy) nebo stoupací větve (svislé systémy). Stejné číslo, ale se zdvihem, je umístěno v místě jejich napojení na sběrné potrubí zpětného toku. Pokud jsou tyto symboly spárovány, tvoří číslo každé větve fakturační části. Číslování probíhá po směru hodinových ručiček od levého horního rohu plánu. Délka každé větve se rovněž určuje podle plánu, přičemž chyba nesmí být větší než 0,1 m.

Aniž bychom zacházeli do podrobností, je třeba říci, že další výpočty umožňují stanovit průměry potrubí jednotlivých částí otopné soustavy, tlakové ztráty na nich a provést hydraulické propojení všech oběhových kroužků ve složitých vodních otopných soustavách.

Stanovení průměrů potrubí

Pro konečné stanovení průměru a tloušťky topných trubek je třeba ještě prodiskutovat otázku tepelných ztrát.

Maximální množství tepla uniká z místnosti stěnami - až 40 %, okny - 15 %, podlahou - 10 %, zbytek stropem/střechou. V případě bytu dochází k tepelným ztrátám především okny a balkonovými moduly.

Ve vytápěných místnostech dochází k několika typům tepelných ztrát:

1. Tlakové ztráty v potrubí. Ta je přímo úměrná součinu měrné třecí ztráty uvnitř potrubí (udávané výrobcem) a celkové délky potrubí. Vzhledem k současnému úkolu však lze tyto ztráty zanedbat.
2. Ztráty na místních odporech potrubí jsou tepelné náklady na armaturách a uvnitř zařízení. Vzhledem k podmínkám úlohy, malému počtu tvarovek a počtu radiátorů však lze tyto ztráty zanedbat.
3. Tepelné ztráty v závislosti na umístění bytu. Existuje ještě jeden typ tepelných ztrát, ale ty souvisejí spíše s umístěním místnosti vzhledem ke zbytku budovy. U průměrného bytu uprostřed budovy, který sousedí s dalšími byty vlevo/vpravo/nahoře/dole, jsou tepelné ztráty bočními stěnami, stropem a podlahou prakticky "nulové".

V úvahu přicházejí pouze ztráty přední částí bytu - balkonem a středovým oknem společenské místnosti. Tento problém se však vyřeší přidáním 2-3 sekcí ke každému z radiátorů.

Hodnota průměru potrubí se volí podle průtoku topného média a rychlosti cirkulace v topném systému.

Při analýze výše uvedených informací je třeba poznamenat, že pro vypočtenou rychlost horké vody v topném systému je známa tabulková rychlost pohybu částic vody vzhledem ke stěně potrubí ve vodorovné poloze 0,3-0,7 m/s.

Jako pomůcku pro projektanta uvádíme tzv. kontrolní seznam pro provádění výpočtů pro typický hydraulický výpočet otopné soustavy:

• sběr dat a výpočet výkonu kotle;
• objem a rychlost teplonosného média;
• tepelné ztráty a průměr potrubí.

Někdy je výsledkem výpočtu průměr potrubí, který je dostatečně velký, aby překryl vypočtený objem kapaliny. Tento problém lze vyřešit zvýšením litrového objemu kotle nebo přidáním další expanzní nádoby.

Na našich stránkách je blok článků věnovaný výpočtu topného systému, doporučujeme se s ním seznámit:

1. Tepelný výpočet topného systému: jak správně vypočítat zatížení systému
2. Výpočet ohřevu vody: vzorce, pravidla, příklady
3. Tepelný výpočet budovy: specifika a vzorce pro výpočty + praktické příklady

Výkon generátoru tepla

Jednou ze základních jednotek topného systému je kotel: elektrický, plynový, kombinovaný - v této fázi na tom nezáleží. Důležitý je výkon - množství energie za jednotku času, které lze využít k vytápění.

Výkon samotného kotle se určuje podle níže uvedeného vzorce:

W Kotel = (Sroom*Vlhčení) / 10,

kde:

• Sroom je součet ploch všech místností, které vyžadují vytápění;
• Wdp - měrný výkon s ohledem na klimatické podmínky dané lokality (proto jsme potřebovali znát klima dané oblasti).

Pro jednotlivé klimatické oblasti jsou charakteristické následující údaje:

• Severní oblasti - 1,5 - 2 kW/m2;
• centrální zóna - 1 - 1,5 kW/m2;
• jižní oblasti - 0,6 - 1 kW/m2.

Tyto údaje jsou spíše orientační, nicméně dávají jasnou číselnou odpověď na vliv prostředí na systém vytápění bytu.

Tato mapa zobrazuje klimatické oblasti s různými teplotními režimy. Poloha obydlí vzhledem k zóně určuje, kolik kWh energie (+) na metr čtvereční by se mělo vynaložit na vytápění.

Součet obytných ploch, které je třeba vytápět, se rovná celkové obytné ploše bytu a činí - 65,54-1,80-6,03=57,71 m2 (po odečtení balkonu). Specifický výkon kotle pro centrální oblast s chladnou zimou je 1,4 kW/m2. V tomto příkladu tedy odpovídá projektovaný tepelný výkon kotle 8,08 kW.

Výpočet tepelného výkonu topného systému

Tepelný výkon topného systému je množství tepla, které je třeba v domě vyrobit, aby se v chladném období pohodlně žilo.

Výpočet topného výkonu domu

Mezi celkovou vytápěnou plochou a výkonem kotle existuje závislost. V tomto případě musí být výkon kotle větší nebo roven výkonu všech topných zařízení (radiátorů). Standardní tepelně-technický výpočet pro obytné budovy je následující: 100 Wattů výkonu na 1 m² vyhřívané plochy plus 15 - 20% rezerva.

Počet a výkon radiátorů je třeba vypočítat pro každou místnost zvlášť. Každý radiátor má specifický tepelný výkon. V případě článkových otopných těles je celkový tepelný výkon součtem tepelných výkonů všech použitých článků.

U jednoduchých otopných soustav jsou výše uvedené metody výpočtu dostačující. Výjimkou jsou budovy s nestandardní architekturou, velkými prosklenými plochami, vysokými stropy a dalšími zdroji dodatečných tepelných ztrát. V tomto případě je nutná podrobnější analýza a výpočet pomocí multiplikátorů.

Tepelný výpočet s ohledem na tepelné ztráty domu

Tepelné ztráty domu je třeba vypočítat pro každou místnost zvlášť, s ohledem na okna, dveře a vnější stěny.

Pro tyto tepelné ztráty se podrobněji používají následující údaje:

• Tloušťka a materiál stěn, nátěry.
• Konstrukce a materiál střešní krytiny.
• Typ a materiál základu.
• Typ zasklení.
• Typ podlahové mazaniny.

Pro stanovení minimálního požadovaného topného výkonu lze použít následující vzorec, který zohledňuje tepelné ztráty:

Qt(kW×h) = V × ΔT × K ⁄ 860, kde:

Qt je tepelná zátěž místnosti.

V - objem vytápěné místnosti (šířka × délka × výška), m³.

ΔT - rozdíl mezi teplotou venkovního vzduchu a požadovanou vnitřní teplotou, °C.

K - součinitel tepelných ztrát budovy.

860 - přepočet koeficientu na kWh.

Součinitel tepelných ztrát budovy K závisí na typu konstrukce a izolaci místnosti:

K	Typ konstrukce
3 — 4	Dům bez tepelné izolace - zjednodušená konstrukce nebo konstrukce z vlnitého plechu.
2 — 2,9	Dům s nízkou tepelnou izolací - zjednodušená stavební konstrukce, jednoduché zdivo, zjednodušená konstrukce oken a střechy.
1 — 1,9	Střední tepelná izolace - standardní konstrukce, dvojité zdivo, malý počet oken, standardní střešní krytina.
0,6 — 0,9	Vysoká tepelná izolace - vylepšená konstrukce, cihlové stěny s tepelnou izolací, malý počet oken, izolovaná podlaha, kvalitní střešní koláč s tepelnou izolací.

Rozdíl mezi venkovní teplotou a požadovanou vnitřní teplotou ΔT je dán převládajícími povětrnostními podmínkami a požadovanou úrovní komfortu v domě. Pokud je například venkovní teplota -20 °C a vnitřní teplota má být +20 °C, ΔT = 40 °C.

Jak se vypočítá výkon plynového kotle pro ústřední vytápění podle velikosti domu?

K tomu je třeba použít vzorec:

Mk je požadovaný tepelný výkon v kilowattech. Podle toho je S plocha vašeho domu v metrech čtverečních a K je měrný výkon kotle - "dávka" energie spotřebovaná na vytápění 10 m2.

Výpočet výkonu kotle

Jak vypočítat podlahovou plochu? V první řadě můžete použít půdorys svého domu. Tyto informace najdete v dokumentech domova. Nechcete vyhledávat v dokumentech? Poté je třeba vynásobit délku a šířku každé místnosti (včetně kuchyně, vytápěné garáže, koupelny, WC, chodby atd.) sečtením všech získaných hodnot.

Kde získat hodnotu měrného výkonu kotle? Samozřejmě v příručkách.

Pokud se nechcete "hrabat" v referenčních knihách, berte v úvahu následující hodnoty tohoto koeficientu:

• Pokud ve vašem regionu nedochází k zimním teplotám pod -15 stupňů Celsia, bude váš měrný účiník 0,9-1 kW/m2.
• Pokud v zimě mrzne až -25 °C, je váš účiník 1,2-1,5 kW/m2.
• Pokud teploty v zimě klesnou na -35 °C a méně, je třeba při výpočtu topného výkonu použít koeficient 1,5-2,0 kW/m2.

Výsledkem je, že výkon kotle vytápějícího dům o 200 "čtvercích" v Moskvě nebo Leningradské oblasti bude 30 kW (200 x 1,5 / 10).

Jak vypočítat výkon topného kotle podle objemu domu?

V tomto případě se budeme muset spolehnout na tepelné ztráty budovy vypočtené podle vzorce:

Q jsou v tomto případě vypočtené tepelné ztráty. V je zase objem a ∆T je teplotní rozdíl mezi vnitřní a vnější stranou budovy. k označuje součinitel rozptylu tepla, který závisí na setrvačnosti stavebních materiálů, dveřního křídla a okenních křídel.

Výpočet objemu domu

Jak určit objem? Samozřejmě nakreslením půdorysu. Nebo jednoduše vynásobením plochy výškou stropů. Teplotní rozdíl je rozdíl mezi obvyklou pokojovou teplotou 22-24 °C a průměrnou teplotou naměřenou teploměrem v zimě.

Součinitel odvodu tepla závisí na tepelném odporu budovy.

V závislosti na použitých stavebních materiálech a technologiích nabývá proto tento koeficient následujících hodnot:

• 3,0 až 4,0 pro bezrámové sklady nebo rámové skladovací budovy bez izolace stěn a střechy.
• 2,0 až 2,9 pro technické budovy z betonu a cihel, doplněné minimální izolací.
• 1,0 až 1,9 - pro staré domy postavené před érou energeticky úsporných technologií.
• 0,5 až 0,9 pro moderní domy postavené podle moderních energeticky úsporných norem.

Výsledkem je, že výkon kotle vytápěného v moderní, energeticky úsporné budově o ploše 200 m2 a výšce stropu 3 m, která se nachází v klimatickém pásmu s 25stupňovým mrazem, dosahuje 29,5 kW (200x3x(22+25)x0,9/860).

Jak vypočítám výkon kotle s teplovodním okruhem?

Proč potřebujete rezervu výkonu 25 %? Především pro kompenzaci energetických výdajů způsobených odchodem tepla do vodní topné spirály během provozu obou okruhů. Jednoduše řečeno: abyste po sprchování nezmrzli.

Kotel na tuhá paliva Ogonyok KOTV - 18V s okruhem ohřevu vody

Z toho vyplývá, že dvouokruhový kotel, který slouží pro vytápění a ohřev vody v domě o rozloze 200 m2 severně od Moskvy jižně od Petrohradu, by měl vyrábět nejméně 37,5 kW tepelného výkonu (30 x 125 %).

Je lepší počítat podle plochy nebo podle objemu?

V tomto případě můžeme poskytnout pouze následující radu:

• Pokud máte standardní uspořádání s výškou stropu do 3 metrů, počítejte podle plochy.
• Pokud výška stropu přesahuje 3 metry nebo pokud je budova větší než 200 metrů čtverečních, počítejte podle objemu.

Kolik stojí kilowatt navíc?

Při účinnosti 90 % je k výrobě 1 kW tepla z běžného kotle třeba použít nejméně 0,09 m3 zemního plynu o výhřevnosti 35 000 kJ/m3. Tedy asi 0,075 m3 paliva s maximální výhřevností 43000 kJ/m3.

Výsledkem je, že během topného období bude chyba ve výpočtu na 1 kW stát majitele 688-905 rublů. Buďte proto opatrní při výpočtech, kupujte kotle s regulovatelným výkonem a nesnažte se "nafouknout" tepelný výkon vašeho topidla.

Doporučujeme vám také podívat se na:

• Plynové kotle na LPG
• Kotle na tuhá paliva se stojatým spalováním
• Parní vytápění v soukromém domě
• Komín pro kotel na tuhá paliva

Pokud jde o přípravné práce.

Vzhledem k tomu, že hydraulický výpočet je časově a pracovně náročný, musíme provést několik předběžných výpočtů:

1. Určete bilanci vytápěných místností a místností, které mají být vytápěny.
2. Rozhodněte se pro typ topného zařízení a výměníku tepla. Umístěte je podle celkového půdorysu budovy.
3. Před výpočtem je třeba vybrat potrubí a rozhodnout o celkové konfiguraci topného systému.
4. Sestavte nákres systému, nejlépe axonometrický diagram. Uveďte v něm délky úseků, čísla a velikost zatížení.
5. Předem by měl být nainstalován také cirkulační kroužek.

Důležité: Pokud se výpočet týká dřevěného domu, nebude mezi ním a cihlovým, betonovým apod. žádný rozdíl.

nebude.

Tok tepla

Průtok topného média se vypočítá podle vzorce:

,
kde Q je celkový výkon topného systému v kW; je převzata z výpočtu tepelných ztrát budovy.

Cp - je měrná tepelná kapacita vody, kJ/(kg*grad.C); pro zjednodušené výpočty předpokládáme 4,19 kJ/(kg*grad.C)

ΔPt - rozdíl vstupní a výstupní teploty; obvykle bereme kotelní krmivo a vracíme

Kalkulačka spotřeby teplonosné kapaliny (pouze pro vodu)
Q = kW; Δt = oC; m = l/s
Stejným způsobem lze vypočítat průtok pro libovolný úsek potrubí. Úseky se volí tak, aby rychlost vody v potrubí byla stejná. Rozdělení na části se tedy provádí před T-kusem nebo před redukcí. Chladiče, do kterých proudí teplonosné médium jednotlivými úseky potrubí, se musí z hlediska kapacity sečíst. Poté dosaďte tuto hodnotu do výše uvedeného vzorce. Tyto výpočty je třeba provést pro potrubí před každým radiátorem.

Hydraulický výpočet topného systému - příklad výpočtu

Jako příklad uveďme dvoutrubkový gravitační topný systém.

Vstupní údaje pro výpočet:

• Jmenovité tepelné zatížení systému - Qd. = 133 kW;
• parametry systému - tg = 750C, to = 600C;
• průtok chladicí kapaliny (návrhový průtok) - Vco = 7,6 m3/h;
• Topný systém je s kotli propojen horizontálním hydraulickým oddělovačem;
• Automatika každého z kotlů udržuje po celý rok konstantní výstupní teplotu teplonosné látky - tg = 800C.
• Na vstupu každého rozdělovače je instalován automatický regulátor diferenčního tlaku;
• Topný systém od rozdělovačů je instalován pomocí kovoplastových trubek a přívod tepla do rozdělovačů je zajištěn pomocí ocelových trubek (vodovodní a plynové potrubí).

Průměry úseků potrubí se volí podle nomogramu pro danou rychlost proudění tekutiny 0,4-0,5 m/s.

V úseku potrubí 1 je instalován ventil DN 65. Jeho odolnost podle údajů výrobce je 800 Pa.

V sekci 1a je instalován filtr o průměru 65 mm a průtočné kapacitě 55 m3 /h. Odpor tohoto prvku bude:

0,1 x (G/kv) x 2 = 0,1 x (7581/55) x 2 = 1900 Pa.

Třícestný ventil du = 40 mm a kv = 25 m3 /h bude mít odpor 9200 Pa.

Zbývající části rozvodné otopné soustavy se vypočítají podobným způsobem. Při výpočtu topného systému z rozdělovače se volí hlavní cirkulační okruh přes nejvíce zatížené topné zařízení. Hydraulický výpočet se provádí v 1. směru.

Tok tepla

Průtok chladicí kapaliny

Vezměme si například jednoduchý topný okruh, který zahrnuje topný kotel a radiátory se spotřebou jednoho kilowattu tepla, abychom si ukázali, jak probíhá hydraulický výpočet vytápění. V systému je 10 takových chladičů.

Je důležité rozdělit celý systém na úseky a mít na paměti jedno pravidlo - průměr trubek v jednotlivých úsecích by se neměl měnit. První část je tedy potrubí od kotle k prvnímu radiátoru. Druhá část je potrubí mezi prvním a druhým chladičem.

A tak dále.

Druhá část je potrubí mezi prvním a druhým chladičem. A tak dále.

První část je tedy potrubí od kotle k prvnímu ohřívači. Druhá část je potrubí mezi prvním a druhým chladičem. A tak dále.

Jak probíhá přenos tepla a jak klesá teplota teplonosné látky? Při dosažení prvního radiátoru odevzdá teplonosné médium část tepla, které se sníží o 1 kilowatt. V první části se provádí hydraulický výpočet pod 10 kW. Ve druhém oddíle je to však již 9. A tak dále s redukcí.

Existuje vzorec, podle kterého lze vypočítat průtok topného média:

G = (3,6 x Quch) / (c x (tr-to))

Quch je výpočtové tepelné zatížení průřezu. V našem příkladu je to 10 kW pro první sekci a 9 kW pro druhou sekci.

c je měrná tepelná kapacita vody, která je konstantní a rovná se 4,2 kJ/kg x C;

tr - teplota teplonosné látky na vstupu do objektu;

na - teplota chladicí kapaliny na výstupu z místa.

...a po celou dobu životnosti systému.

Chceme, aby hydraulický systém fungoval tak, jak má, po celou dobu jeho životnosti. Pomocí TA SCOPE a TA Select můžete snadno zkontrolovat, zda systém pracuje správně.

V programu TA SCOPE se zadává průtok, diferenční tlak, 2 teploty, diferenční teplota a výkon. Tato naměřená data se načtou do programu TA Select k analýze.

Po počáteční sběr data stanovení tepelných ztrát domu a výkonu radiátorů je dalším krokem výpočet hydronického výpočtu otopné soustavy. Správně provedený systém zaručuje správný, tichý, stabilní a spolehlivý provoz topného systému. Kromě toho je to způsob, jak se vyhnout zbytečným investicím a nákladům na energii.

Výpočet objemu vody a kapacity expanzní nádoby

Pro výpočet výkonu expanzní nádoby, který je nezbytný pro každý uzavřený topný systém, je nutné porozumět jevu zvětšování objemu kapaliny. To se posuzuje s ohledem na změny základních provozních charakteristik, včetně změn teploty. Pohybuje se ve velmi širokém rozmezí - od pokojové teploty +20 stupňů až po provozní hodnoty mezi 50-80 stupni.

Objem expanzní nádoby lze bez problémů vypočítat pomocí osvědčené aproximace. Vychází to ze zkušeností z praxe, podle nichž objem expanzní nádoby představuje přibližně desetinu celkového objemu chladicí kapaliny cirkulující v systému.

V úvahu se berou všechny součásti systému, včetně radiátorů a vodního pláště kotle/motorové jednotky. Pro určení přesné hodnoty naměřené hodnoty je nutné zkontrolovat technický list radiátoru a objem zásobníku kotle. Po jejich určení není obtížné zjistit přebytek kapaliny pro přenos tepla v systému.

Za tímto účelem se nejprve vypočítá plocha průřezu polypropylenových trubek a poté se výsledná hodnota vynásobí délkou potrubí. Po sečtení všech větví otopné soustavy se sečtou údaje pro radiátory a kotel převzaté z datového listu. Poté se od celkového součtu odečte jedna desetina.

Jakmile je toto zjištěno, není obtížné zjistit přebytek topného média v systému. Nejprve se vypočítá plocha průřezu polypropylenových trubek a poté se výsledná hodnota vynásobí délkou potrubí. Po sečtení všech větví otopné soustavy se sečtou údaje pro radiátory a kotel převzaté z datového listu. Od celkové částky se pak odečte jedna desetina.

Nástroje v hlavní nabídce Valtec

Stejně jako každý jiný program má i Valtec v horní části hlavní nabídku.

Klikněte na tlačítko "Soubor" a v podnabídce, která se otevře, se zobrazí standardní nástroje známé každému uživateli počítače z jiných programů:

Spustí se program "Kalkulačka", který je integrován do systému Windows - pro provádění výpočtů:

Pomocí "Převodníku" převedeme jednu měrnou jednotku na jinou:

Jsou zde tři sloupce:

V levém sloupci vybereme fyzikální veličinu, se kterou pracujeme, např. tlak. V prostředním sloupci vyberte jednotku, ze které se má převádět (např. Pascali-Pa), a v pravém sloupci jednotku, na kterou se má převádět (např. atmosféry). V levém horním rohu kalkulačky jsou dva řádky, do horního zadáme hodnotu získanou výpočtem a v dolním se ihned zobrazí převod na požadované jednotky... Ale o tom všem si povíme až v pravý čas, až se dostaneme k praxi.

Mezitím se seznámíme s nabídkou Nástroje. "Generátor formulářů:

To je potřebné pro projektanty, kteří dělají projekty na míru. Pokud topíme pouze ve vlastním domě, pak nám "generátor formulářů" není k ničemu.

Další tlačítko v hlavní nabídce Valtec je "Styly":

Slouží k ovládání vzhledu okna programu - přizpůsobuje se softwaru nainstalovanému v počítači. Pro mě jako zbytečný trik, jak jsem z těch, pro které je hlavní věc není "šachovnice", a řídit. A rozhodněte se sami.

Podívejme se blíže na nástroje pod tímto tlačítkem.

V části "Klimatologie" vyberte oblast budovy:

Tepelné ztráty domu nezávisí pouze na materiálu stěn a dalších konstrukcí, ale také na klimatu oblasti, kde se budova nachází. Požadavky na topný systém proto závisí na klimatických podmínkách.

V levém sloupci najděte okres, ve kterém žijete (republika, kraj, okres, město). Pokud zde není naše osada uvedena, vyberte nejbližší.

"Materiály. Zde jsou uvedeny parametry různých stavebních materiálů použitých při stavbě domů. Proto jsme při sběru vstupních údajů (viz předchozí materiály pro plánování) uvedli materiály stěn, podlah a stropů:

Nástroj pro otevírání pracovních míst. Zde najdete informace o dveřních a okenních otvorech:

"Trubky. Zde najdete informace o rozměrech trubek používaných v topných systémech: vnitřní a vnější rozměry, koeficienty odporu, drsnost vnitřních povrchů:

Budeme ji potřebovat pro hydraulické výpočty - pro určení výkonu oběhového čerpadla.

"Kapaliny pro přenos tepla". Ve skutečnosti neexistuje nic jiného než vlastnosti těchto nosičů tepla, které lze nalít do topného systému domu:

Těmito vlastnostmi jsou tepelná kapacita, hustota a viskozita.

Ne vždy se jako kapalina pro přenos tepla používá voda, někdy se do systému nalévá nemrznoucí směs, běžně nazývaná "nemrznoucí směs". O volbě teplonosného média budeme hovořit v samostatném článku.

"Spotřeba" není potřeba pro výpočty topného systému, protože tento nástroj je určen pro výpočty vodního systému:

"KMS" (místní koeficienty odporu):

Každé topné zařízení (radiátor, ventil, termostat atd.) vytváří odpory pro proudění teplonosné kapaliny a tyto odpory je třeba vzít v úvahu při volbě správného výkonu oběhového čerpadla.

"Spotřebiče DIN". Stejně jako "Consumers" se týká spíše vodních systémů:

Závěry a užitečné video na toto téma

Vlastnosti, výhody a nevýhody systémů s přirozeným a nuceným oběhem pro otopné soustavy:

Shrneme-li výpočty hydraulického výpočtu, výsledkem jsou konkrétní fyzikální charakteristiky budoucího topného systému.

Jedná se samozřejmě o zjednodušené výpočtové schéma, které poskytuje přibližný údaj o hydraulickém výpočtu pro typickou otopnou soustavu bytu se dvěma ložnicemi.

Snažíte se provést hydraulický výpočet topného systému sami? Nebo snad s předloženým materiálem nesouhlasíte? Očekáváme vaše připomínky a dotazy - v níže uvedeném poli pro zpětnou vazbu.