Beregning av vannoppvarming: formler, regler, eksempler på gjennomføring

Spar og multipliser!

Dette er hvordan Pipeline-mottoet kan formuleres i utviklingen og implementeringen av en ny generasjon hydraulisk beregningsprogram - et pålitelig moderne universelt system for massepåføring og moderate kostnader. Hva er det egentlig vi ønsker å bevare og hva skal vi øke?

Det er nødvendig å bevare de fordelene ved programmet som har blitt innlemmet i det siden starten og utviklet under påfølgende forbedring:

• en nøyaktig, moderne og utprøvd beregningsmodell som ligger til grunn for programmet, inkludert en detaljert analyse av strømningsregimer og lokale motstander;
• høy tellehastighet, slik at brukeren umiddelbart kan beregne ulike alternativer for beregningsskjemaet;
• mulighetene for designberegning innlemmet i programmet (valg av diametre);
• muligheten for automatisk beregning av de nødvendige termofysiske egenskapene til et bredt spekter av transporterte produkter;
• enkelheten til et intuitivt brukergrensesnitt;
• tilstrekkelig allsidighet av programmet, slik at det ikke bare kan brukes til teknologisk, men også for andre typer rørledninger;
• moderate kostnader for programmet, som er innenfor makten til et bredt spekter av designorganisasjoner og avdelinger.

Samtidig har vi til hensikt å radikalt øke funksjonaliteten til programmet og antallet vanlige brukere ved å eliminere mangler og legge til funksjonaliteten på følgende hovedområder:

• Programvare og funksjonell integrasjon i alle aspekter: fra et sett med spesialiserte og dårlig integrerte programmer, bør man gå over til et enkelt, modulært strukturprogram for hydrauliske beregninger som gir termisk beregning, regnskap for oppvarming av satellitter og elektrisk oppvarming, beregning av rør med vilkårlig seksjon (inkludert gass kanaler), beregning og valg av pumper, annet utstyr, beregning og valg av kontrollenheter;
• sikre programvareintegrasjon (inkludert dataoverføring) med andre programmer av NTP "Truboprovod", først og fremst med programmene "Isolation", "Predvalve", STARS;
• integrasjon med ulike grafiske CAD-systemer, primært beregnet på design av teknologiske installasjoner, samt underjordiske rørledninger;
• integrasjon med andre systemer for teknologisk beregning (primært med systemer for modellering av teknologiske prosesser HYSYS, PRO / II og lignende) ved bruk av den internasjonale standarden CAPE OPEN (støtte for Thermo- og Unit-protokoller).

Forbedre brukergrensesnittets brukervennlighet. Spesielt:

• levering av grafisk input og redigering av beregningsskjemaet;

grafisk representasjon av beregningsresultater (inkludert piezometer).

Utvidelse av programfunksjonene og dets anvendelighet for beregning av ulike typer rørledninger. Gjelder også:

• gi beregning av rørledninger med vilkårlig topologi (inkludert ringsystemer), som vil tillate at programmet kan brukes til å beregne eksterne ingeniørnettverk;

gi muligheten til å stille inn og ta hensyn til når man beregner miljøforholdene som endres i løpet av en utvidet rørledning (jord- og leggingsparametere, varmeisolasjon, etc.), som vil gjøre det mulig å bruke programmet bredere for beregning av hovedledning rørledninger;
implementering av anbefalte industristandarder og metoder i programmet hydraulisk beregning av gassrørledninger (SP 42-101-2003), varmenett (SNiP 41-02-2003), hovedoljerørledninger (RD 153-39.4-113-01), oljefeltrørledninger (RD 39-132-94), etc.
beregning av flerfasestrømmer, som er viktig for rørledninger som knytter olje- og gassfelt.
Utvidelse av designfunksjonene til programmet, løse på grunnlag av problemene med å optimalisere parametrene til komplekse rørledningssystemer og det optimale valget av utstyr.

Beregning av luftvarmesystemet - en enkel teknikk

Å designe luftvarme er ikke en lett oppgave. For å løse det er det nødvendig å finne ut en rekke faktorer, hvis uavhengige bestemmelse kan være vanskelig. RSV-spesialister kan gratis lage for deg et forprosjekt for luftoppvarming av et rom basert på GREEERS-utstyr.

Et luftvarmesystem, som alle andre, kan ikke opprettes tilfeldig. For å sikre den medisinske standarden for temperatur og frisk luft i rommet, er det nødvendig med et sett med utstyr, hvis valg er basert på en nøyaktig beregning.Det finnes flere metoder for å beregne luftoppvarming, av ulik grad av kompleksitet og nøyaktighet. Et vanlig problem i beregninger av denne typen er mangelen på redegjørelse for påvirkningen av subtile effekter, som ikke alltid er mulig å forutse.

Derfor, å foreta en uavhengig beregning, å ikke være spesialist innen oppvarming og ventilasjon, er full av feil eller feilberegninger. Du kan imidlertid velge den rimeligste metoden basert på valg av varmesystemkraft.

Formel for å bestemme varmetap:

Q=S*T/R

Hvor:

• Q er mengden varmetapet (W)
• S - arealet av alle strukturer i bygningen (lokaler)
• T er forskjellen mellom indre og ytre temperaturer
• R - termisk motstand av omsluttende strukturer

Eksempel:

Bygningen med et areal på 800 m2 (20 × 40 m), en høyde på 5 m, har 10 vinduer som måler 1,5 × 2 m. Finn arealet av strukturer:
800 + 800 = 1600 m2 (gulv- og takareal)
1,5 × 2 × 10 = 30 m2 (vindusareal)
(20 + 40) × 2 × 5 = 600 m2 (veggareal). Trekk fra herfra arealet av vinduene, vi får det "rene" arealet av veggene 570 m2

I tabellene til SNiP finner vi den termiske motstanden til betongvegger, gulv og gulv og vinduer. Du kan definere det selv med formelen:

Hvor:

• R - termisk motstand
• D - materialtykkelse
• K - koeffisient for termisk ledningsevne

For enkelhets skyld vil vi ta tykkelsen på veggene og gulvet med taket til å være den samme, lik 20 cm. Da vil den termiske motstanden være 0,2 m / 1,3 \u003d 0,15 (m2 * K) / W
Vi velger den termiske motstanden til vinduer fra tabellene: R \u003d 0,4 (m2 * K) / W
La oss ta temperaturforskjellen som 20°С (20°С inne og 0°С ute).

Så for veggene får vi

• 2150 m2 × 20°С / 0,15 = 286666=286 kW
• For vinduer: 30 m2 × 20 ° C / 0,4 \u003d 1500 \u003d 1,5 kW.
• Totalt varmetap: 286 + 1,5 = 297,5 kW.

Dette er mengden varmetap som må kompenseres ved hjelp av luftoppvarming med en effekt på ca. 300 kW

Det er bemerkelsesverdig at ved bruk av gulv- og veggisolasjon reduseres varmetapet med minst en størrelsesorden.

Generelle beregninger

Det er nødvendig å bestemme den totale oppvarmingskapasiteten slik at kraften til varmekjelen er tilstrekkelig for høykvalitets oppvarming av alle rom. Overskridelse av tillatt volum kan føre til økt slitasje på varmeren, samt betydelig energiforbruk.

Nødvendig mengde varmemedium beregnes i henhold til følgende formel: Totalt volum = V-kjele + V-radiatorer + V-rør + V-ekspansjonstank

Kjele

Beregningen av kraften til varmeenheten lar deg bestemme kjelekapasitetsindikatoren. For å gjøre dette er det nok å ta utgangspunkt i forholdet der 1 kW termisk energi er tilstrekkelig til å effektivt varme opp 10 m2 boareal. Dette forholdet er gyldig i nærvær av tak, hvis høyde ikke er mer enn 3 meter.

Så snart kjeleeffektindikatoren blir kjent, er det nok å finne en passende enhet i en spesialbutikk. Hver produsent angir volumet av utstyr i passdataene.

Derfor, hvis riktig beregning av kraft utføres, vil det ikke være noen problemer med å bestemme det nødvendige volumet.

For å bestemme tilstrekkelig volum av vann i rørene, er det nødvendig å beregne tverrsnittet av rørledningen i henhold til formelen - S = π × R2, hvor:

• S - tverrsnitt;
• π er en konstant konstant lik 3,14;
• R er den indre radiusen til rørene.

Etter å ha beregnet verdien av tverrsnittsarealet til rørene, er det nok å multiplisere den med den totale lengden av hele rørledningen i varmesystemet.

Ekspansjonstank

Det er mulig å bestemme hvilken kapasitet ekspansjonstanken skal ha, med data om koeffisienten for termisk utvidelse av kjølevæsken. For vann er denne indikatoren 0,034 når den varmes opp til 85 °C.

Når du utfører beregningen, er det nok å bruke formelen: V-tank \u003d (V syst × K) / D, hvor:

• V-tank - det nødvendige volumet av ekspansjonstanken;
• V-syst - det totale volumet av væske i de gjenværende elementene i varmesystemet;
• K er ekspansjonskoeffisienten;
• D - effektiviteten til ekspansjonstanken (angitt i den tekniske dokumentasjonen).

For tiden er det et bredt utvalg av individuelle typer radiatorer for varmesystemer. I tillegg til funksjonelle forskjeller har de alle forskjellige høyder.

For å beregne volumet av arbeidsvæske i radiatorer, må du først beregne antallet. Multipliser deretter dette beløpet med volumet av en seksjon.

Du kan finne ut volumet til en radiator ved å bruke dataene fra produktets tekniske datablad. I fravær av slik informasjon kan du navigere i henhold til gjennomsnittsparametrene:

• støpejern - 1,5 liter per seksjon;
• bimetallisk - 0,2-0,3 l per seksjon;
• aluminium - 0,4 l per seksjon.

Følgende eksempel vil hjelpe deg å forstå hvordan du beregner verdien riktig. La oss si at det er 5 radiatorer laget av aluminium. Hvert varmeelement inneholder 6 seksjoner. Vi gjør beregningen: 5 × 6 × 0,4 \u003d 12 liter.

Som du kan se, kommer beregningen av varmekapasiteten ned på å beregne den totale verdien av de fire ovennevnte elementene.

Ikke alle kan bestemme den nødvendige kapasiteten til arbeidsvæsken i systemet med matematisk nøyaktighet.Derfor, som ikke ønsker å utføre beregningen, handler noen brukere som følger. Til å begynne med er systemet fylt med ca 90 %, deretter kontrolleres ytelsen. Tøm deretter den akkumulerte luften og fortsett å fylle.

Under driften av varmesystemet oppstår en naturlig reduksjon i nivået på kjølevæsken som følge av konveksjonsprosesser. I dette tilfellet er det tap av kraft og produktivitet til kjelen. Dette innebærer behovet for en reservetank med arbeidsvæske, hvorfra det vil være mulig å overvåke tapet av kjølevæske og om nødvendig etterfylle det.

Mulighetsstudie av prosjektet

Valg
en eller annen designløsning -
oppgaven er vanligvis multifaktoriell. I
I alle tilfeller er det et stort antall
mulige løsninger på problemet
oppgaver, siden ethvert system av TG og V
karakteriserer et sett med variabler
(et sett med systemutstyr, forskjellig
dens parametere, deler av rørledninger,
materialene de er laget av
etc.).

PÅ
I denne delen sammenligner vi 2 typer radiatorer:
Rifar
Monolit
350 og Sira
RS
300.

Til
bestemme prisen på radiatoren,
La oss gjøre deres termiske beregning for formålet
spesifikasjon av antall seksjoner. Beregning
Rifar radiator
Monolit
350 er gitt i avsnitt 5.2.

Klassifisering av vannvarmesystemer

Avhengig av plasseringen av stedet for varmegenerering, er vannvarmesystemer delt inn i sentraliserte og lokale. Sentralisert tilføres varme til for eksempel bygårder, alle slags institusjoner, bedrifter og andre objekter.

I dette tilfellet genereres varme i CHP (kraftvarmeverk) eller kjelehus, og leveres deretter til forbrukere ved hjelp av rørledninger.

Lokale (autonome) systemer gir varme, for eksempel private hus. Det produseres direkte ved selve varmeforsyningsanleggene. Til dette formål brukes ovner eller spesialenheter som opererer på elektrisitet, naturgass, flytende eller faste brennbare materialer.

Avhengig av måten bevegelsen av vannmasser er sikret på, kan oppvarming skje med tvungen (pumping) eller naturlig (gravitasjons) bevegelse av kjølevæsken. Systemer med tvungen sirkulasjon kan være med ringskjemaer og med ordninger med primær-sekundære ringer.

Ulike vannvarmesystemer skiller seg fra hverandre i typen ledninger og metoden for tilkobling av enheter. Kombinerer deres type kjølevæske som overfører varme til varmeenheter (+)

I samsvar med bevegelsesretningen til vannet i hovedledningen til tilførsels- og returtypene, kan varmetilførselen være med passerende og blindveisbevegelse av kjølevæsken. I det første tilfellet beveger vannet seg i strømnettet i én retning, og i det andre - i forskjellige retninger.

I kjølevæskens bevegelsesretning er systemene delt inn i blindvei og teller. I den første er strømmen av oppvarmet vann rettet i retning motsatt retningen til det avkjølte vannet. I forbigående ordninger skjer bevegelsen av den oppvarmede og avkjølte kjølevæsken i samme retning (+)

Varmerør kan kobles til varmeenheter i forskjellige ordninger. Hvis varmeovnene er koblet i serie, kalles en slik ordning en enkeltrørskrets, hvis den er parallell - en torørskrets.

Det er også et bifilar-skjema, der alle de første halvdelene av enhetene først kobles i serie, og deretter, for å sikre omvendt utstrømning av vann, deres andre halvdeler.

Plasseringen av rørene som forbinder varmeenhetene ga navnet til ledningene: de skiller mellom dens horisontale og vertikale varianter. I henhold til monteringsmetoden skilles samlerør, T-rør og blandede rørledninger.

Opplegg for varmesystemer med øvre og nedre ledninger er forskjellige i plasseringen av tilførselsledningen. I det første tilfellet legges tilførselsrøret over enhetene som mottar den oppvarmede kjølevæsken fra det, i det andre tilfellet legges røret under batteriene (+)

I de boligbyggene hvor det ikke er kjellere, men det er loft, brukes varmesystemer med luftledninger. I dem er tilførselsledningen plassert over varmeapparatene.

For bygninger med teknisk kjeller og flatt tak brukes oppvarming med lavere ledninger, der vannforsyning og avløpsledninger er plassert under varmeanordningene.

Det er også en ledning med en "veltet" sirkulasjon av kjølevæsken. I dette tilfellet er returledningen for varmeforsyningen plassert under enhetene.

I henhold til metoden for å koble tilførselsledningen til varmeenhetene, er systemer med øvre ledninger delt inn i skjemaer med toveis, enveis og veltet bevegelse av kjølevæsken

Regneeksempel

Korreksjonsfaktorene i dette tilfellet vil være lik:

• K1 (to-kammer doble vinduer) = 1,0;
• K2 (vegger laget av tømmer) = 1,25;
• K3 (glassareal) = 1,1;
• K4 (ved -25°C -1,1 og ved 30°C) = 1,16;
• K5 (tre yttervegger) = 1,22;
• K6 (et varmt loft ovenfra) = 0,91;
• K7 (romhøyde) = 1,0.

Som et resultat vil den totale varmebelastningen være lik: I tilfellet der en forenklet beregningsmetode basert på beregningen av varmeeffekten i henhold til området vil bli brukt, vil resultatet bli et helt annet: Et eksempel på beregning av termisk kraft til et varmesystem på video:

Beregning for varmeradiatorer per areal

Forstørret regnestykke

Hvis for 1 kvm. areal krever 100 W termisk energi, deretter et rom på 20 kvm. skal motta 2000 watt. En typisk åtteseksjons radiator gir ut omtrent 150 watt varme. Vi deler 2000 på 150, vi får 13 seksjoner. Men dette er en ganske forstørret beregning av den termiske belastningen.

Nøyaktig utregning

Den nøyaktige beregningen utføres i henhold til følgende formel: Qt = 100 W/kvm. × S(rom) kvm. × q1 × q2 × q3 × 4 × q5 × q6× q7, hvor:

• q1 - type glass: vanlig = 1,27; dobbel = 1,0; trippel = 0,85;
• q2 - veggisolasjon: svak eller fraværende = 1,27; vegg lagt ut i 2 murstein = 1,0, moderne, høy = 0,85;
• q3 - forholdet mellom det totale arealet av vindusåpninger og gulvarealet: 40% = 1,2; 30% = 1,1; 20% - 0,9; 10% = 0,8;
• q4 - minimum utetemperatur: -35 C = 1,5; -25 C \u003d 1,3; -20 C = 1,1; -15 C \u003d 0,9; -10 C = 0,7;
• q5 - antall yttervegger i rommet: alle fire = 1,4, tre = 1,3, hjørnerom = 1,2, en = 1,2;
• q6 - type beregningsrom over beregningsrommet: kaldt loft = 1,0, varmt loft = 0,9, boligoppvarmet rom = 0,8;
• q7 - takhøyde: 4,5 m = 1,2; 4,0 m = 1,15; 3,5 m = 1,1; 3,0 m = 1,05; 2,5 m = 1,3.

Moderne varmeelementer

Det er ekstremt sjelden i dag å se et hus der oppvarming utelukkende utføres av luftkilder. Disse inkluderer elektriske varmeovner: varmevifte, radiatorer, ultrafiolett stråling, varmepistoler, elektriske peiser, ovner.Det er mest rasjonelt å bruke dem som hjelpeelementer med et stabilt hovedvarmesystem. Årsaken til deres "minoritet" er de ganske høye kostnadene for elektrisitet.

Hovedelementene i varmesystemet

Når du planlegger en hvilken som helst type varmesystem, er det viktig å vite at det er generelt aksepterte anbefalinger angående effekttettheten til varmekjelen som brukes. Spesielt for de nordlige regionene av landet er det omtrent 1,5 - 2,0 kW, i det sentrale - 1,2 - 1,5 kW, i den sørlige - 0,7 - 0,9 kW

I dette tilfellet, før du beregner varmesystemet, for å beregne den optimale kjeleeffekten, bruk formelen:

W kat. = S*W / 10.

Beregning av bygningers varmesystem, nemlig kraften til kjelen, er et viktig skritt i planleggingen av opprettelsen av et varmesystem

Det er viktig å være spesielt oppmerksom på følgende parametere:

• det totale arealet av alle rom som skal kobles til varmesystemet - S;
• anbefalt spesifikk kraft til kjelen (parameter avhengig av regionen).

Anta at det er nødvendig å beregne kapasiteten til varmesystemet og kraften til kjelen for et hus der det totale arealet av lokalene som må varmes opp er S = 100 m2. Samtidig tar vi den anbefalte spesifikke kraften for de sentrale regionene i landet og erstatter dataene i formelen. Vi får:

W kat. \u003d 100 * 1,2 / 10 \u003d 12 kW.

Beregning av kraften til varmekjelen

Kjelen som en del av varmesystemet er designet for å kompensere for varmetapet til bygningen.Og også, i tilfelle av et dobbeltkretssystem eller når kjelen er utstyrt med en indirekte varmekjele, for oppvarming av vann for hygieniske behov.

En enkeltkretskjele varmer kun opp kjølevæsken til varmesystemet

For å bestemme kraften til varmekjelen, er det nødvendig å beregne kostnadene for termisk energi til huset gjennom fasadeveggene og for oppvarming av den utskiftbare luftatmosfæren i interiøret.

Data om varmetap i kilowatt-timer per dag kreves - i tilfelle av et konvensjonelt hus beregnet som et eksempel, er disse:

271.512 + 45.76 = 317.272 kWh,

Hvor: 271.512 - daglig varmetap ved yttervegger; 45,76 - daglig varmetap for tilluftsoppvarming.

Følgelig vil den nødvendige varmeeffekten til kjelen være:

317,272 : 24 (timer) = 13,22 kW

Imidlertid vil en slik kjele være under konstant høy belastning, noe som reduserer levetiden. Og på spesielt frostige dager vil ikke kjelens designkapasitet være nok, fordi med en høy temperaturforskjell mellom rom og utendørs atmosfære vil varmetapet til bygningen øke kraftig.

Derfor er det ikke verdt å velge en kjele i henhold til den gjennomsnittlige beregningen av kostnadene for termisk energi - det kan hende den ikke er i stand til å takle alvorlig frost.

Det ville være rasjonelt å øke den nødvendige kraften til kjeleutstyr med 20 %:

13,22 0,2 ​​+ 13,22 = 15,86 kW

For å beregne den nødvendige kraften til den andre kretsen til kjelen, som varmer opp vann for oppvask, bading, etc., er det nødvendig å dele det månedlige varmeforbruket til "kloakk" varmetap med antall dager i en måned og med 24 timer:

493,82: 30: 24 = 0,68 kW

I følge resultatene av beregninger er den optimale kjeleeffekten for en eksempelhytte 15,86 kW for varmekretsen og 0,68 kW for varmekretsen.

Innledende data for beregning

I utgangspunktet vil et riktig planlagt forløp med design og installasjonsarbeid spare deg for overraskelser og ubehagelige problemer i fremtiden.

Når du beregner et varmt gulv, er det nødvendig å gå ut fra følgende data:

• veggmateriale og funksjoner i deres design;
• størrelsen på rommet i form av;
• type finish;
• design av dører, vinduer og deres plassering;
• arrangement av konstruksjonselementer i planen.

For å utføre et kompetent design, er det nødvendig å ta hensyn til det etablerte temperaturregimet og muligheten for dets justering.

For en grov beregning er det antatt at 1 m2 av varmeanlegget skal kompensere for varmetap på 1 kW. Hvis vannvarmekretsen brukes som tillegg til hovedsystemet, må den kun dekke en del av varmetapet

Det er anbefalinger om temperaturen nær gulvet, som sikrer et komfortabelt opphold i rom for ulike formål:

• 29°C - boligområde;
• 33 ° C - bad, rom med basseng og andre med høy fuktighetsindeks;
• 35°С - kalde soner (ved inngangsdører, yttervegger, etc.).

Overskridelse av disse verdiene innebærer overoppheting av både selve systemet og overflatebelegget, etterfulgt av uunngåelig skade på materialet.

Etter foreløpige beregninger kan du velge den optimale temperaturen på kjølevæsken i henhold til dine personlige følelser, bestemme belastningen på varmekretsen og kjøpe pumpeutstyr som perfekt takler å stimulere kjølevæskens bevegelse. Den velges med en margin på 20 % for kjølevæskestrømningshastigheten.

Det tar mye tid å varme opp avrettingsmassen med en kapasitet på mer enn 7 cm. Derfor, når de installerer vannsystemer, prøver de å ikke overskride den angitte grensen. Det mest egnede belegget for vanngulv er gulvkeramikk; under parkett, på grunn av dens ultralave varmeledningsevne, legges ikke varme gulv

På prosjekteringsstadiet bør det avgjøres om gulvvarmen skal være hovedvarmeleverandør eller kun brukes som tillegg til radiatorvarmegrenen. Andelen av termisk energitap han må kompensere avhenger av dette. Det kan variere fra 30 % til 60 % med variasjoner.

Oppvarmingstiden til vanngulvet avhenger av tykkelsen på elementene som inngår i avrettingsmassen. Vann som varmebærer er veldig effektivt, men selve systemet er vanskelig å installere.