Grijanje na temelju cirkulacije tople vode - najčešća opcija za uređenje privatne kuće. Za kompetentan razvoj sustava potrebno je imati preliminarne rezultate analize, tzv. Hidraulički proračun sustava grijanja, koji povezuje tlak na svim dijelovima mreže s promjerima cijevi.
Ovaj članak detaljno opisuje način izračuna. Kako bismo bolje razumjeli algoritam djelovanja, pregledali smo postupak izračuna koristeći specifičan primjer.
Pridržavajući se opisanog slijeda, bit će moguće odrediti optimalni promjer glavnog voda, broj uređaja za grijanje, snagu kotla i druge parametre sustava potrebne za uređenje učinkovite pojedinačne opskrbe toplinom.
Koncept hidrauličkog proračuna
Odlučujući čimbenik u tehnološkom razvoju sustava grijanja postao je uobičajena ušteda energije. Želja za štednjom čini vas pažljivijim pristupom dizajnu, izboru materijala, načinima ugradnje i radu grijanja za dom.
Stoga, ako odlučite stvoriti jedinstven i prije svega ekonomičan sustav grijanja za vaš stan ili kuću, preporučujemo da pročitate pravila izračuna i dizajna.
Rad toplinske mreže sastoji se u prijenosu izračunate količine toplinske energije na uređaje koji prenose toplinu potrošaču. 
Zadatak hidrauličkog proračuna je izbor cijevi koje osiguravaju minimalne toplinske gubitke tijekom prolaska rashladne tekućine kroz široku mrežu grijanja 
Količina toplinske energije koja se prenosi na uređaje ovisi o potrošnji topline i temperaturnoj razlici tijekom hlađenja rashladnog sredstva. U dvocijevnim krugovima orijentirani su na temperaturne razlike na svim uređajima 
Pri izvođenju hidrauličkog proračuna za shemu s jednom cijevi, kao referentna točka uzima se razlika u temperaturi svih vodova. 
Svrha izračuna je izbor cijevi kroz koje može cirkulirati izračunati protok rashladnog sredstva. Cijevi se obično preuzimaju prema prikazanom asortimanu, stoga uvijek postoji određena pogreška u izračunima. 
Protok rashladnog sredstva u proizvodnji izračuna nije unaprijed određen, već se određuje povezivanjem parametara tlaka u svim prstenovima sustava 
Prije svega, proračuni se izvode na glavnom cirkulacijskom prstenu. Podijeljena je u dijelove i izračunava se brzina protoka rashladnog sredstva i gubitak tlaka s ciljem trenja kod pomicanja vode ili pare duž konture. 
Nakon određivanja parametara glavnog cirkulacijskog prstena, slični izračuni se izvode za sekundarne prstenove. Prema rezultatima cirkulacije u svim dijelovima sustava, odaberite promjer cijevi kako biste uravnotežili tlak u svim komponentama mreže
Prije definiranja hidrauličkog proračuna sustava, potrebno je jasno i jasno razumjeti da je pojedinačni sustav grijanja stana i kuće uvjetno red veličine veći u odnosu na sustav centralnog grijanja velike zgrade.
Osobni sustav grijanja temelji se na fundamentalno drugačijem pristupu konceptu topline i energije.
Suština hidrauličkog izračuna je da brzina protoka rashladnog sredstva nije unaprijed određena sa značajnom aproksimacijom stvarnih parametara, već se određuje povezivanjem promjera cijevi s parametrima tlaka u svim prstenovima sustava.
Dovoljno je napraviti trivijalnu usporedbu tih sustava prema sljedećim parametrima.
- Sustav centralnog grijanja (kotlovnica-stan) temelji se na standardnim vrstama nositelja energije - ugljen, plin. U autonomnom sustavu, možete koristiti gotovo svaku tvar koja ima visoku specifičnu toplinu izgaranja, ili kombinaciju nekoliko tekućih, krutih, zrnastih materijala.
- DSP je izgrađen na običnim elementima: metalnim cijevima, “nespretnim” baterijama, zapornim ventilima. Pojedinačni sustav grijanja omogućuje kombiniranje različitih elemenata: višestrukih radijatora s dobrim odvođenjem topline, visokotehnoloških termostata, različitih tipova cijevi (PVC i bakar), slavina, čepova, spojnica i naravno vlastitih ekonomičnijih kotlova, cirkulacijskih crpki.
- Ako uđete u stan tipične pansionske kuće, izgrađene prije 20-40 godina, vidimo da se sustav grijanja svodi na prisutnost 7-ćelijske baterije ispod prozora u svakoj sobi stana plus vertikalna cijev kroz cijelu kuću (uspon), s kojom možete “komunicirati” s susjedi gore / dolje. Bilo da je riječ o autonomnom sustavu grijanja (ASO) - omogućuje izgradnju sustava bilo koje složenosti, uzimajući u obzir individualne želje stanara.
- Za razliku od DSP-a, odvojeni sustav grijanja uzima u obzir prilično impresivan popis parametara koji utječu na prijenos, potrošnju energije i gubitak topline. Temperatura okoline, potreban raspon temperature u prostoriji, površina i volumen prostorije, broj prozora i vrata, namjena prostorija i sl.
Tako je hidraulički proračun sustava grijanja (GDF) uvjetni skup izračunatih karakteristika sustava grijanja, koji pruža sveobuhvatne informacije o takvim parametrima kao što su promjer cijevi, broj radijatora i ventila.
Ova vrsta radijatora instalirana je u većini panela u post-sovjetskom prostoru. Spremanje materijala i nedostatak idejnih rješenja "na licu"
GDFS vam omogućava da odaberete pravu prstenastu vodenu pumpu (kotao za grijanje) za transport tople vode do završnih elemenata sustava grijanja (radijatora) i, kao rezultat, da imate najuglašeniji sustav koji izravno utječe na financijska ulaganja u dijelu grijanja stana.
Još jedna vrsta radijatora za DSP. To je svestraniji proizvod koji može imati bilo koji broj rebara. Tako možete povećati ili smanjiti područje izmjene topline
Redoslijed koraka izračuna
Govoreći o izračunu sustava grijanja, napominjemo da je ovaj postupak najnejasniji i važniji u smislu dizajna.
Prije izvođenja izračuna potrebno je napraviti preliminarnu analizu budućeg sustava, na primjer:
- postaviti toplinsku ravnotežu u svim i posebno u svakoj sobi u stanu;
- odobriti regulatore temperature, ventile i regulatore tlaka;
- odabir radijatora, površina za prijenos topline, ploča za prijenos topline;
- identificirati područja sustava s maksimalnom i minimalnom potrošnjom topline.
Osim toga, potrebno je odrediti opću shemu transporta rashladne tekućine: puni i mali krug, jednocijevni sustav ili dvocijevni glavni.
Kao rezultat hidrauličkog proračuna, dobivamo nekoliko važnih karakteristika hidrauličkog sustava, koje daju odgovore na sljedeća pitanja:
- koja bi trebala biti snaga izvora grijanja;
- koja je brzina protoka i brzina rashladnog sredstva;
- Koji je promjer glavnog cjevovoda toplinskog cjevovoda?
- koji su mogući gubici topline i mase rashladnog sredstva.
Drugi važan aspekt hidrauličkog izračuna je postupak balansiranja (povezivanja) svih dijelova (grana) sustava u ekstremnim toplinskim uvjetima pomoću kontrolnih uređaja.
Postoji nekoliko glavnih vrsta proizvoda za grijanje: višeslojni lijevani i aluminijski čelik, čelična ploča, bimetalni radijatori i priključci. Ali najčešći su aluminijski višestruki radijatori.
Procijenjena površina cjevovoda je dio s konstantnim promjerom same pruge, kao i nepromjenjiv protok vruće vode, što se određuje formulom za toplinsku ravnotežu prostorija. Nabrajanje projektnih zona počinje od pumpe ili izvora topline.
Primjer početnih uvjeta
Za detaljnije objašnjenje svih detalja o hidrauličkoj pogrešci, uzmemo konkretan primjer uobičajenog stambenog prostora. Raspolažemo klasičnim dvosobnim stanom panel kuće, ukupne površine 65, 54 m 2, koji uključuje dvije sobe, kuhinju, odvojeni WC i kupaonicu, dvostruki hodnik, balkon.
Nakon puštanja u rad stigle su sljedeće informacije o spremnosti stana. Opisani stan obuhvaća zidove s monolitnim armiranobetonskim konstrukcijama obrađenim kitom i temeljnim premazom, prozore s profila s dva komorna stakla, unutarnja vrata s prešanim torzom i keramičke pločice na podu kupaonice.
Tipična ploča s 9 katova s četiri ulaza. Na svakoj etaži nalaze se 3 apartmana: jedan 2-sobni i 2 trosobna. Apartman se nalazi na petom katu
Osim toga, prikazano stanovanje je već opremljeno bakrenim ožičenjem, distributerima i odvojenim štićnikom, plinskim štednjakom, kupaonicom, umivaonikom, WC školjkom, toplijim ručnikom, umivaonikom.
I što je najvažnije, u dnevnim sobama, kupaonici i kuhinji već su ugrađeni aluminijski radijatori. Pitanje o cijevima i kotlu ostaje otvoreno.
Kako se prikupljaju podaci
Hidraulički proračun sustava uglavnom se temelji na izračunima koji se odnose na izračunavanje grijanja na površini prostorije.
Stoga je potrebno imati sljedeće informacije:
- područje svake pojedine sobe;
- dimenzije konektora za prozore i vrata (unutarnja vrata praktički ne utječu na gubitak topline);
- klimatske uvjete, značajke regije.
Polazimo od sljedećih podataka. Površina zajedničke prostorije je 18, 83 m 2, spavaća soba je 14, 86 m 2, kuhinja je 10, 46 m 2, balkon 7, 83 m 2 (ukupno), hodnik je 9, 72 m 2 (ukupno), kupaonica je 3, 60 m 2, WC - 1, 5 m 2 . Ulazna vrata su 2, 20 m 2, prozorska vitrina zajedničke prostorije iznosi 8, 1 m 2, a prozor spavaće sobe 1, 96 m 2, kuhinjski prozor je 1, 96 m 2 .
Visina zidova stana iznosi 2 metra 70 cm, a vanjski zidovi su od betona klase B7 plus unutarnja žbuka debljine 300 mm. Unutarnji zidovi i pregrade - ležaj 120 mm, obični - 80 mm. Pod i, prema tome, strop od betonskih ploča klase B15, debljine 200 mm.
Raspored ovog stana pruža mogućnost stvaranja jedne grijane grane koja prolazi kroz kuhinju, spavaću sobu i dnevni boravak, što će omogućiti prosječnu temperaturu od 20-22⁰C u sobama (+)
Što je s okolišem? Apartman se nalazi u kući, koja se nalazi u sredini mikrodistributera malog grada. Grad je smješten u određenoj nizini, nadmorska visina je 130-150 m. Klima je umjereno kontinentalna s hladnim zimama i prilično toplim ljetima.
Prosječna godišnja temperatura + 7, 6 ° C. Prosječna siječanjska temperatura je -6, 6 ° C, srpanj + 18, 7 ° C. Vjetar je 3.5 m / s, prosječna vlažnost zraka je 74%, a količina padalina 569 mm.
Analizirajući klimatske uvjete regije, treba napomenuti da se radi o velikom rasponu temperatura, što zauzvrat utječe na poseban zahtjev za prilagodbom sustava grijanja stana.
Snaga generatora topline
Jedna od glavnih komponenti sustava grijanja je bojler: električni, plinski, zajedno - u ovoj fazi nije važno. Budući da je za nas važna glavna karakteristika - snaga, odnosno količina energije po jedinici vremena koja će se potrošiti na grijanje.
Snaga kotla određena je sljedećom formulom:
Wotla = (soba) W / 10,
gdje je:
- S premisa je zbroj površina svih prostorija koje zahtijevaju grijanje;
- Woodel - gustoća snage uzimajući u obzir klimatske uvjete lokacije (zbog toga je bilo potrebno poznavati klimu regije).
To je karakteristično, za različite klimatske zone imamo sljedeće podatke:
- sjeverna područja - 1, 5 - 2 kW / m 2 ;
- središnja zona - 1 - 1, 5 kW / m 2 ;
- južna područja - 0, 6 - 1 kW / m 2 .
Ove brojke su prilično proizvoljne, ali ipak daju jasan brojčani odgovor o utjecaju okoliša na sustav grijanja stana.
Ova karta prikazuje klimatske zone s različitim temperaturama. Od mjesta stanovanja u odnosu na zonu i to ovisi o tome koliko trebate potrošiti na grijanje četvornog metra energije (+)
Ukupna površina stana koju treba zagrijati jednaka je ukupnoj površini stana i jednaka je, tj. 65, 54-1, 80-6, 03 = 57, 71 m2 (minus balkon). Specifična snaga kotla za središnju regiju s hladnom zimom iznosi 1, 4 kW / m2. Tako je u našem primjeru izračunata snaga kotla za grijanje ekvivalentna 8, 08 kW.
Dinamički parametri rashladnog sredstva
Prelazimo na sljedeću fazu proračuna - analizu potrošnje rashladne tekućine. U većini slučajeva sustav grijanja stanova razlikuje se od ostalih sustava - to je zbog broja grijaćih ploča i dužine cjevovoda. Tlak se koristi kao dodatna “pokretačka sila” koja protječe vertikalno kroz sustav.
U privatnim jednokatnim i višespratnim zgradama, starim stambenim zgradama, koriste se visokotlačni sustavi grijanja koji omogućuju da se sredstvo za prijenos topline transportira u sve dijelove opsežnog, višestrukog grijaćeg sustava i podiže vodu na cijelu visinu (do 14. kata) zgrade.
Nasuprot tome, tipičan 2- ili 3-sobni apartman s neovisnim grijanjem nema toliko raznovrsnih prstenova i grana sustava, on uključuje više od tri kruga.
To znači da se transport rashladnog sredstva odvija kroz prirodni proces protoka vode. No možete koristiti i cirkulacijske pumpe, grijanje se obavlja pomoću plinskih / električnih bojlera.
Preporučamo korištenje cirkulacijske pumpe za grijanje prostora više od 100 m 2 . Crpku je moguće montirati i prije i poslije kotla, ali obično se stavlja na "povrat" - temperatura nosača je niža, protok zraka je manji, vijek pumpe je duži
Stručnjaci u području projektiranja i ugradnje sustava grijanja definiraju dva glavna pristupa u smislu izračunavanja količine rashladnog sredstva:
- Prema stvarnom kapacitetu sustava. Sve količine šupljina, bez iznimke, zbrajaju se tamo gdje će teći protok tople vode: zbroj pojedinačnih dijelova cijevi, sekcija radijatora, itd. Ali ovo je prilično dugotrajna opcija.
- Snaga kotla. Ovdje su se mišljenja stručnjaka jako razilazila, neki kažu 10, a ostalih 15 litara po jedinici snage kotla.
S pragmatičnog stajališta, potrebno je uzeti u obzir činjenicu da sustav grijanja vjerojatno ne samo da će opskrbljivati toplom vodom prostorije, nego i zagrijavati vodu za kadu / tuš, umivaonik, umivaonik i sušilicu, a možda i za hidromasažu ili jacuzzi. Ova je opcija lakša.
Stoga u ovom slučaju preporučujemo ugradnju 13, 5 litara po jedinici snage. Množenjem ovog broja sa snagom kotla (8, 08 kW), dobiva se izračunati volumen vodene mase - 109, 08 litara.
Izračunata brzina rashladnog sredstva u sustavu je sam parametar koji omogućuje odabir određenog promjera cijevi za sustav grijanja.
Izračunava se po sljedećoj formuli:
V = (0.86 * W * k) / t-to,
gdje je:
- W - snaga kotla;
- t je temperatura isporučene vode;
- do - temperature vode u povratnom krugu;
- k - učinkovitost kotla (0, 95 za plinski kotao).
Zamjenjujući izračunate podatke u formulu, imamo: (0.86 * 8080 * 0.95) / 80-60 = 6601.36 / 20 = 330 kg / h. Tako se za jedan sat u sustavu pomiče 330 l rashladnog sredstva (vode), a kapacitet sustava je oko 110 l.
Određivanje promjera cijevi
Za konačno određivanje promjera i debljine cijevi za grijanje ostaje da se razmotri pitanje gubitka topline.
Maksimalna količina topline ostavlja sobu kroz zidove - do 40%, kroz prozore - 15%, pod - 10%, sve ostalo kroz strop / krov. Za stanove gubici se uglavnom karakteriziraju kroz prozore i balkone.
Postoji nekoliko vrsta gubitaka topline u grijanim prostorijama:
- Gubitak tlaka u cijevi . Ovaj parametar je izravno proporcionalan proizvodu specifičnih gubitaka trenja unutar cijevi (koje osigurava proizvođač) i ukupne duljine cijevi. No, s obzirom na trenutni zadatak, takvi se gubici mogu zanemariti.
- Gubici na glavi kod lokalnih otpora cijevi - troškovi topline na armaturama i unutar opreme. No, s obzirom na uvjete problema, mali broj priključaka i broj radijatora, takvi se gubici mogu zanemariti.
- Gubitak topline temelji se na mjestu stanovanja . Postoji još jedan tip toplinskih troškova, ali oni su više povezani s položajem prostorije u odnosu na ostatak zgrade. Za običan stan, koji se nalazi u sredini kuće i koji se nalazi uz lijevo / desno / vrh / dno s ostalim stanovima, gubici topline kroz bočne zidove, strop i pod su gotovo jednaki “0”.
Moguće je uzeti u obzir samo gubitke kroz prednji dio stana - balkon i središnji prozor zajedničkog prostora. Ali ovo pitanje je zatvoreno dodavanjem 2-3 odjeljka za svaki od radijatora.
Vrijednost promjera cijevi odabire se prema brzini protoka rashladnog sredstva i brzini njegove cirkulacije u liniji grijanja
Analizirajući navedene podatke, vrijedi napomenuti da je za izračunatu brzinu tople vode u sustavu grijanja poznata tablična brzina vodenih čestica u odnosu na stijenku cijevi u vodoravnom položaju od 0, 3-0, 7 m / s.
Kako bismo pomogli majstoru, predstavljamo tzv. Kontrolni popis za izvođenje proračuna za tipičan hidraulički proračun sustava grijanja:
- prikupljanje podataka i izračun snage kotla;
- volumen i brzina rashladnog sredstva;
- gubitak topline i promjer cijevi.
Ponekad tijekom pogrešnog izračuna, možete dobiti dovoljno velik promjer cijevi da pokrije izračunati volumen rashladnog sredstva. Taj se problem može riješiti povećanjem pomaka kotla ili dodavanjem dodatne ekspanzijske posude.
Na našoj stranici nalazi se blok članaka posvećen izračunu sustava grijanja, savjetujemo vam da pročitate:
- Toplinski izračun sustava grijanja: kako pravilno izračunati opterećenje sustava
- Proračun zagrijavanja vode: formule, pravila, primjeri provedbe
- Toplinski proračun zgrade: specifičnost i formule za izvođenje proračuna + praktični primjeri
Zaključci i koristan video na temu
Značajke, prednosti i nedostaci sustava cirkulacije prirodnog i prisilnog rashladnog sredstva za sustave grijanja:
Sumirajući ukupne hidrauličke izračune, rezultat su specifične fizičke karakteristike budućeg sustava grijanja.
Naravno, radi se o pojednostavljenoj proračunskoj shemi koja daje približne podatke o hidrauličkom proračunu za sustav grijanja tipičnog dvosobnog stana.
Pokušavate samostalno provesti hidraulički proračun sustava grijanja? Ili se možda ne slažu s navedenim materijalom? Čekamo vaše komentare i pitanja - blok za povratne informacije nalazi se ispod.