Isıtma sisteminin hidrolik hesabı

Bugün, ısıtma sisteminin hidrolik hesaplamasının nasıl yapılacağını analiz edeceğiz. Nitekim, bu güne kadar, ısıtma sistemlerini bir hevesle tasarlama pratiği yayılıyor. Bu temelde yanlış bir yaklaşımdır: ön hesaplama olmadan, malzeme tüketimi için çıtayı yükseltiriz, anormal çalışma modlarını tetikleriz ve maksimum verimlilik elde etme fırsatını kaybederiz.

Hidrolik hesaplamanın amaçları ve hedefleri

Mühendislik açısından bakıldığında, sıvı ısıtma sistemi, ısı üretmek, taşımak ve ısıtılmış odalarda serbest bırakmak için cihazlar da dahil olmak üzere oldukça karmaşık bir kompleks gibi görünmektedir. Bir hidrolik ısıtma sisteminin ideal çalışma modu, soğutucunun kaynaktan maksimum ısıyı emdiği ve hareket sırasında kayıpsız oda atmosferine aktardığı mod olarak kabul edilir. Tabii ki, böyle bir görev tamamen ulaşılamaz görünüyor, ancak daha düşünceli bir yaklaşım, sistemin davranışını çeşitli koşullar altında tahmin etmenize ve mümkün olduğunca ölçütlere yaklaşmanıza olanak tanır. Bu, en önemli kısmı hidrolik hesaplama olarak kabul edilen ısıtma sistemlerinin tasarlanmasının temel amacıdır..

Hidrolik tasarımın pratik hedefleri şunlardır:

1. Sistemin her düğümünde soğutucunun hangi hızda ve hangi hacimde hareket ettiğini anlayın.
2. Her bir cihazın çalışma modundaki bir değişikliğin bir bütün olarak tüm kompleks üzerinde nasıl bir etkiye sahip olduğunu belirleyin.
3. Isıtma sisteminin maliyette önemli bir artış olmadan işlevlerini yerine getirmesi için tek tek birimlerin ve cihazların hangi performans ve çalışma özelliklerinin yeterli olacağını ve makul olmayan yüksek bir güvenlik marjı sağladığını tespit edin..
4. Nihayetinde – çeşitli ısıtma bölgelerinde kesinlikle ölçülü bir ısı enerjisi dağılımı sağlamak ve bu dağılımın yüksek bir istikrarla sürdürülmesini sağlamak için.

Daha fazlasını söyleyebiliriz: en azından temel hesaplamalar olmadan, kabul edilebilir stabilite ve uzun süreli ekipman kullanımı elde etmek imkansızdır. Bir hidrolik sistemin işleyişinin modellenmesi, aslında, tüm diğer tasarım geliştirmelerinin dayandığı temeldir..

Isıtma sistemleri türleri

Bu türden mühendislik görevleri, hem ölçek hem de konfigürasyon açısından çok çeşitli ısıtma sistemleri nedeniyle karmaşıktır. Her biri kendi yasalarına sahip olan birkaç tür ısıtma değişimi vardır:

1. Çift borulu çıkmaz sistemlera – cihazın en yaygın versiyonu, hem merkezi hem de bireysel ısıtma devrelerini düzenlemek için çok uygundur.

İki borulu çıkmaz ısıtma sistemi

2. Tek borulu sistem veya “Leningradka”30-35 kW’a kadar termal güce sahip sivil ısıtma kompleksleri inşa etmenin en iyi yolu olarak kabul edilir.

Zorla sirkülasyonlu tek borulu ısıtma sistemi: 1 – ısıtma kazanı; 2 – güvenlik grubu; 3 – ısıtma radyatörleri; 4 – Mayevsky vinci; 5 – genleşme tankı; 6 – sirkülasyon pompası; 7 – boşaltma

3. Geçiş tipi çift borulu sistem– Aynı zamanda bilinen en yüksek çalışma kararlılığı ve soğutucunun dağıtım kalitesi ile karakterize edilen, ısıtma devrelerinin en yoğun malzeme ayırma türü.

İki borulu ilişkili ısıtma sistemi (Tichelman döngüsü)

4. Kiriş düzenibirçok yönden iki borulu bir sürüşe benzer, ancak aynı zamanda sistemin tüm kontrolleri tek bir noktaya yerleştirilir – manifold tertibatına.

Radyasyon ısıtma devresi: 1 – kazan; 2 – genleşme tankı; 3 – besleme manifoldu; 4 – ısıtma radyatörleri; 5 – dönüş manifoldu; 6 – sirkülasyon pompası

Hesaplamaların uygulamalı tarafına geçmeden önce, yapılması gereken birkaç önemli uyarı var. Her şeyden önce, yüksek kaliteli bir hesaplamanın anahtarının, akışkan sistemlerinin çalışma ilkelerini sezgisel bir düzeyde anlamakta yattığını öğrenmeniz gerekir. Bu olmadan, her bir çözümün dikkate alınması, karmaşık matematiksel hesaplamaların birbirinin içine girmesine dönüşür. İkincisi, bir incelemede temel kavramlardan fazlasını sunmanın pratik imkansızlığıdır; daha ayrıntılı açıklamalar için, ısıtma sistemlerinin hesaplanmasıyla ilgili bu tür literatüre başvurmak daha iyidir:

• V. Pyrkov “Isıtma ve soğutma sistemlerinin hidrolik düzenlenmesi. Teori ve Uygulama “2. baskı, 2010.
• R. Jaushovets “Hidrolik – su ısıtmanın kalbi”.
• De Dietrich’in kazan dairesi hidroliği kılavuzu.
• A. Saveliev “Evde ısıtma. Sistemlerin hesaplanması ve kurulumu “.

Soğutucunun akış hızının ve hareket hızının belirlenmesi

Hidrolik sistemleri hesaplamak için en iyi bilinen yöntem, her odadaki ısı kayıplarının yenilenme oranını ve buna bağlı olarak, bunlara monte edilen radyatörlerin termal gücünü belirleyen ısı mühendisliği hesaplama verilerine dayanmaktadır. İlk bakışta her şey basit: Isı çıkışının toplam değerine sahibiz ve ardından ısı taşıyıcının akışını her bir ısıtma cihazına dozluyoruz. Daha fazla kolaylık sağlamak için, radyatörlerin gerekli güç göstergeleri veya suyla ısıtılan bir zeminin halkaları ile açıklanmış, hidrolik sistemin aksonometrik bir çizimi önceden oluşturulmuştur..

Isıtma sisteminin aksonometrik diyagramı

Isı mühendisliğinden hidrolik hesaplamaya geçiş, kütle akışı kavramı, yani ısıtma devresinin her bir bölümüne sağlanan belirli bir soğutma sıvısı kütlesi ile gerçekleştirilir. Kütle akışı, gerekli termal gücün, besleme ve dönüş boru hatlarındaki sıcaklık farkı ile soğutucunun özgül ısı kapasitesinin ürününe oranıdır. Böylece, ısıtma sisteminin taslağında, nominal kütle akışının gösterildiği kilit noktalar işaretlenmiştir. Kolaylık sağlamak için, hacimsel akış, kullanılan ısı taşıyıcının yoğunluğu dikkate alınarak paralel olarak belirlenir..

G = S / (c (t₂ – t₁))

• G – soğutucu akış hızı, kg / s
• Q – gerekli termal güç, W
• c – 4200 J / (kg ° C) olarak alınan su için ısı taşıyıcının özgül ısısı
• ?T = (t₂ – t₁) – besleme ve dönüş arasındaki sıcaklık farkı, ° С

Buradaki mantık basittir: Radyatöre gerekli miktarda ısıyı iletmek için, önce birim zamanda boru hattından geçen belirli bir ısı kapasitesi ile soğutucunun hacmini veya kütlesini belirlemelisiniz. Bunun için, hacimsel akışın borunun iç geçişinin enine kesit alanına oranına eşit olan devredeki soğutucunun hareket hızının belirlenmesi gerekir. Hız kütle akışına göre hesaplanırsa, ısı taşıyıcı yoğunluğunun değeri paydaya eklenmelidir:

V = G / (? F)

• V – soğutucunun hareket hızı, m / s
• G – soğutucu akış hızı, kg / s
• ? – soğutucu sıvının yoğunluğu, su için 1000 kg / m alabilirsin³
• f – borunun enine kesit alanı, formülle bulunur ?­R², r ikiye bölünen borunun iç çapıdır

Bağlantı borularının nominal boyutunun yanı sıra sirkülasyon pompalarının debisi ve yüksekliğini belirlemek için akış hızı ve hız verileri gereklidir. Zorunlu sirkülasyon cihazları, boruların hidrodinamik direncinin üstesinden gelmek için aşırı basınç oluşturmalı, kapatma ve kontrol vanaları olmalıdır. En büyük zorluk, ısıtılmış soğutucunun hızına ve hacimsel genleşme derecesine göre gerekli aşırı basıncın hesaplandığı doğal (yerçekimi) sirkülasyonlu sistemlerin hidrolik olarak hesaplanmasıdır..

Yük ve basınç kayıpları

Yukarıda açıklanan oranlara göre parametrelerin hesaplanması ideal modeller için yeterli olacaktır. Gerçek hayatta, hem hacimsel akış hem de soğutucunun hızı, sistemin farklı noktalarında hesaplananlardan her zaman farklı olacaktır. Bunun nedeni, soğutucunun hareketine karşı hidrodinamik dirençtir. Bir dizi faktörden kaynaklanmaktadır:

1. Soğutucunun boru duvarlarına sürtünme kuvvetleri.
2. Bağlantı parçaları, musluklar, filtreler, termostatik vanalar ve diğer bağlantı parçalarından oluşan yerel akış dirençleri.
3. Dallanma bağlantı ve dallanma türlerinin varlığı.
4. Köşelerde, daralmalarda, genişlemelerde vb. Türbülanslı girdaplar.

Sistemin farklı bölümlerinde basınç düşüşü ve hızı bulma sorunu haklı olarak en zoru olarak kabul edilir; hidrodinamik ortam hesaplamaları alanında yatmaktadır. Bu nedenle, sıvının borunun iç yüzeylerine sürtünme kuvvetleri, malzemenin pürüzlülüğünü ve kinematik viskoziteyi hesaba katan bir logaritmik fonksiyonla tanımlanır. Çalkantılı girdapların hesaplanması daha da zordur: kanalın profilindeki ve şeklindeki en ufak bir değişiklik her durumu benzersiz kılar. Hesaplamaları kolaylaştırmak için iki referans faktör tanıtılmıştır:

1. Kvs– boruların, radyatörlerin, ayırıcıların ve lineere yakın diğer alanların verimini karakterize etmek.
2. KİME_Hanım– çeşitli bağlantı parçalarında yerel direncin belirlenmesi.

Bu faktörler, her bir ürün için boru, vana, vana, filtre üreticileri tarafından belirtilmiştir. Katsayıları kullanmak oldukça kolaydır: kafa kaybını belirlemek için Kms, soğutucunun hareket hızının karesinin yerçekimi ivmesinin iki katı değerine oranıyla çarpılır:

?h_Hanım = K_Hanım (V²/ 2g)veya ?p_Hanım = K_Hanım (? V²/ 2)

• ?h_Hanım – yerel dirençlerde basınç kaybı, m
• ?p_Hanım – yerel dirençlerde basınç kaybı, Pa
• KİME_Hanım – yerel direnç katsayısı
• g – yerçekimi ivmesi, 9.8 m / s²
• ? – 1000 kg / m su için soğutma sıvısının yoğunluğu³

Doğrusal bölümlerdeki yük kaybı, kanal kapasitesinin bilinen kapasite faktörüne oranıdır ve bölmenin sonucu ikinci kuvvete yükseltilmelidir:

P = (G / Kvs)²

• P – kafa kaybı, çubuk
• G – soğutucunun gerçek akış hızı, m³/saat
• Kvs – çıktı, m³/saat

Sistemi önceden dengelemek

Isıtma sisteminin hidrolik hesaplamasının en önemli nihai amacı, belirli bir sıcaklığa sahip kesin olarak ölçülmüş bir soğutma sıvısının her bir ısıtma devresinin her bir kısmına girdiği ve ısıtma cihazlarında normalize ısı salınımını sağlayan bu tür verim değerlerinin hesaplanmasıdır. Bu görev sadece ilk bakışta zor görünüyor. Gerçekte, dengeleme, akış sınırlayıcı kontrol vanaları tarafından yapılır. Her bir valf modeli için, hem tamamen açık durum için Kvs faktörü hem de kontrol sapının farklı açılma dereceleri için Kv faktörü eğrisi belirtilmiştir. Genellikle ısıtma cihazlarının bağlantı noktalarına monte edilen vanaların verimini değiştirerek, soğutucunun istenen dağılımını ve dolayısıyla bununla aktarılan ısı miktarını elde etmek mümkündür..

Bununla birlikte, küçük bir nüans vardır: sistemdeki bir noktada verim değiştiğinde, yalnızca söz konusu bölümdeki gerçek akış hızı değişmez. Akıştaki bir azalma veya artış nedeniyle, diğer tüm devrelerdeki denge bir dereceye kadar değişir. Örneğin, soğutucunun zıt hareketine paralel olarak bağlanan farklı termal güce sahip iki radyatör alırsak, devrede ilk olan cihazın veriminde bir artışla, ikincisi hidrodinamik dirençteki farktaki artış nedeniyle daha az soğutucu alacaktır. Aksine, kontrol vanası nedeniyle akış hızı düştüğünde, zincirin daha aşağısındaki diğer tüm radyatörler otomatik olarak daha büyük hacimde soğutma sıvısı alacak ve ek kalibrasyona ihtiyaç duyacaktır. Her kablolama türünün kendi dengeleme ilkeleri vardır.

Hesaplamalar için yazılım sistemleri

Açıkçası, manuel hesaplamalar yalnızca her birinde 4-5 radyatör bulunan maksimum bir veya iki devreli küçük ısıtma sistemleri için gerekçelendirilir. 30 kW’ın üzerinde bir termal çıktıya sahip daha karmaşık ısıtma sistemleri, hidrolik hesaplamada entegre bir yaklaşım gerektirir ve bu da kullanılan alet yelpazesini bir kalem ve bir kağıt yaprağının çok ötesine genişletir..

Danfoss C.O. 3.8

Bugün, Valtec, Danfoss veya Herz gibi en büyük ısıtma ekipmanı üreticileri tarafından sağlanan oldukça fazla sayıda yazılım var. Bu tür yazılım paketlerinde, incelememizde açıklanan hidroliğin davranışını hesaplamak için aynı metodoloji kullanılır. İlk olarak, öngörülen ısıtma sisteminin tam bir kopyası görsel düzenleyicide modellenir ve bunun için termal güç, ısı taşıyıcısının tipi, boru damlalarının uzunluğu ve yüksekliği, kullanılan bağlantı parçaları, radyatörler ve yerden ısıtma kangalları ile ilgili veriler gösterilir. Programın kitaplığı çok çeşitli hidrolik cihazlar ve bağlantı parçaları içerir; her ürün için, üretici önceden belirlenmiş çalışma parametrelerine ve temel katsayılara sahiptir. İstenirse, gerekli özellikler listesi onlar için biliniyorsa, üçüncü taraf cihaz örnekleri ekleyebilirsiniz..

Program, işin sonunda uygun nominal boru deliğini belirlemeyi, sirkülasyon pompalarının yeterli debisini ve basıncını seçmeyi mümkün kılar. Hesaplama, sistemin dengelenmesiyle sona ererken, hidroliğin çalışmasının simülasyonu sırasında, sistemin bir biriminin verimindeki değişikliklerin diğerlerine olan bağımlılıkları ve etkisi dikkate alınır. Uygulama, ücretli yazılım ürünlerinin bile geliştirilmesinin ve kullanımının, hesaplamaların sözleşmeli uzmanlara emanet edilmesine göre daha ucuz olduğunu göstermektedir..

Benzer kayıtlar:

1. Isıtma sisteminin dengelenmesi WordPress'teki "Isıtma sisteminin dengelenmesi" özeti, ısınma sisteminin etkin bir şekilde çalışmasını sağlayan en önemli konulardan birini, ısısının dengelenmesini vurguluyor. Isınmanın kontrol edilmesi, genel enerji verimliliğinin artırılmasını sağlarken, aynı zamanda ısınmanın...
2. mevduat hesabı Mevduat hesabı, müşterilerin maksimum fayda sağlaması ve kazançlarının artması için tasarlanmış bir banka ürünüdür. Çeşitli mevduat seçenekleri, alım satım kredilerini kapsayarak çeşitli anlaşmalar ve ödülleri de içerir. Mevduat hesabı, uygun...
3. Banka mevduatı nedir. Bireyler için faiz oranları, açılış koşulları ve mevduat hesabı türleri Banka mevduatı, bireylerin faiz alma, kişisel hedeflere ulaşma ve saklanan paranın güvenli bir şekilde korunması için etkin finansal araçlardır. Faiz oranları, açılış koşulları ve mevduat hesabı çeşitleri, yatırımcıların isteklerine göre...
4. Sberbank banka kartı hesabı nedir – bir mobil banka veya ATM üzerinden çevrimiçi olarak nasıl öğrenilir Sberbank Banka Kartı Hesabı, mobil bankacılık veya ATM ile kolayca çevrimiçi olarak güvenli ve konforlu bir şekilde öğrenilebilen bir ödeme yöntemidir. Bu ödeme yöntemi her yerden erişilebilir olmasının yanı sıra...

Daha fazla bilgi edinin  Bir elektrik prizinin anatomisi