La mayoría de las instalaciones industriales y residenciales modernas se calientan en invierno debido a la conexión al suministro de calor centralizado que ya se les suministra. Pero hay casos frecuentes cuando se utilizan fuentes independientes (autónomas) para calentar espacios residenciales. Con su instalación independiente, no puede prescindir de un cálculo hidráulico preliminar de la calefacción realizada para todo el complejo en su conjunto.
Cálculo de la hidráulica de los canales de calefacción.
El cálculo hidráulico del sistema de calefacción generalmente se reduce a la selección de diámetros de tubería establecidos en secciones individuales de la red. Al realizarlo, se deben tener en cuenta los siguientes factores:
- valor de presión y sus diferencias en la tubería a una velocidad de circulación de refrigerante dada;
- su gasto estimado;
- Tamaños típicos de productos tubulares usados.
Al calcular el primero de estos parámetros, es importante tener en cuenta la potencia del equipo de bombeo. Debería ser suficiente para superar la resistencia hidráulica de los circuitos de calefacción. En este caso, la longitud total de las tuberías de polipropileno es de importancia decisiva, con un aumento en el que aumenta la resistencia hidráulica general de los sistemas en su conjunto. En función de los resultados del cálculo, se determinan los indicadores necesarios para la posterior instalación del sistema de calefacción y el cumplimiento de los requisitos de las normas actuales.
Cálculo de los parámetros del refrigerante.
El cálculo del refrigerante se reduce para determinar los siguientes indicadores:
- la velocidad de movimiento de las masas de agua a través de una tubería con parámetros específicos;
- su temperatura promedio;
- consumo de medios asociado con los requisitos de rendimiento de los equipos de calefacción.
Al determinar todos los parámetros anteriores relacionados directamente con el refrigerante, se debe tener en cuenta la resistencia hidráulica de la tubería. También se tiene en cuenta la presencia de elementos de válvula de cierre, que constituyen un serio obstáculo para la libre circulación del portador. Este punto es especialmente importante para los sistemas de calefacción, que incluyen intercambiadores de calor y termostáticos.
Las fórmulas conocidas para calcular los parámetros del refrigerante (teniendo en cuenta la hidráulica) son bastante complejas e inconvenientes en el uso práctico. Las calculadoras en línea utilizan un enfoque simplificado, que le permite obtener un resultado con un error aceptable para este método. Sin embargo, antes de comenzar la instalación, es importante preocuparse por comprar una bomba con indicadores no inferiores a los calculados. Solo en este caso existe la confianza de que los requisitos para el sistema de acuerdo con este criterio se cumplen por completo y que puede calentar la habitación a temperaturas confortables.
Cálculo de la resistencia del sistema y selección de la bomba de circulación.
Al calcular la resistencia hidráulica del sistema de calefacción, se excluye la opción de circulación natural del refrigerante a lo largo de sus circuitos. Solo se considera el caso de barrido forzado a lo largo de los contornos térmicos de una extensa red de tuberías de calefacción. Para que el sistema funcione con una eficiencia dada, se requiere una muestra de bomba, que obviamente garantiza la presión necesaria. Este valor generalmente se representa como la cantidad de refrigerante bombeado en la unidad de tiempo seleccionada.
Para determinar el valor total de la resistencia causada por la adhesión de partículas de agua a las superficies internas de las tuberías en las tuberías, se utiliza la siguiente fórmula: R = 510 4 V 1.9 / d 1.32 (Pa / m). Icono V en esta proporción corresponde a la velocidad de flujo. Al realizar cálculos independientes, siempre se supone que esta fórmula es válida solo para velocidades de no más de 1,25 metros / seg. Si el usuario conoce el valor del consumo actual de FGP, se le permite usar una estimación aproximada, lo que permite determinar la sección interna de las tuberías hechas de polipropileno.
Al completar los cálculos básicos, debe consultar una tabla especial, que indica las secciones transversales aproximadas de los pasos de tubería, según los números obtenidos en el cálculo. El procedimiento más complejo y lento es la determinación de la resistencia hidráulica en las siguientes secciones de la tubería existente:
- en las zonas de apareamiento de sus elementos individuales;
- en válvulas que sirven al sistema de calefacción;
- en válvulas de compuerta y dispositivos de control.
Después de encontrar todos los parámetros requeridos relacionados con las características de funcionamiento del refrigerante, continúan para determinar todos los demás indicadores del sistema.
Cálculo del volumen de agua y la capacidad del tanque de expansión.
Para calcular las características de funcionamiento del tanque de expansión, que es obligatorio para cualquier sistema de calefacción de tipo cerrado, será necesario lidiar con el fenómeno de un aumento en el volumen de líquido en él. Este indicador se estima teniendo en cuenta los cambios en las características básicas de rendimiento, incluidas las fluctuaciones en su temperatura. En este caso, varía en un rango muy amplio, desde temperatura ambiente +20 grados y hasta valores de operación en el rango de 50-80 grados.
Será posible calcular el volumen del tanque de expansión sin problemas innecesarios, si usamos una estimación aproximada que se ha probado en la práctica. Se basa en la experiencia de operar el equipo, según el cual el volumen del tanque de expansión es aproximadamente una décima parte de la cantidad total de refrigerante que circula en el sistema. Al mismo tiempo, se tienen en cuenta todos sus elementos, incluidos los radiadores de calefacción (baterías), así como la camisa de agua de la unidad de caldera. Para determinar el valor exacto del indicador requerido, deberá llevar el pasaporte del equipo en uso y encontrar en él los elementos relacionados con la capacidad de la batería y el tanque de trabajo de la caldera.
Después de determinarlos, el exceso de refrigerante en el sistema no es difícil de encontrar. Para hacer esto, primero calcule el área de la sección transversal de las tuberías de polipropileno, y luego el valor resultante se multiplica por la longitud de la tubería. Después de sumar todas las ramas del sistema de calefacción, se les suman los números tomados del pasaporte para radiadores y la caldera. Entonces se cuenta una décima parte del total.
Si, por ejemplo, la capacidad obtenida para un sistema doméstico era de aproximadamente 150 litros, la capacidad estimada del tanque de expansión será de aproximadamente 15 litros.
Determinación de la pérdida de presión en tuberías.
La resistencia de las pérdidas de presión en el circuito a lo largo del cual circula el refrigerante se determina como su valor total para todos los componentes individuales. Estos últimos incluyen:
- pérdida primaria, denotada por ∆Plk;
- costos locales del portador de calor (∆Plм);
- caída de presión en zonas especiales llamadas "generadores de calor" bajo la designación ∆Ptg;
- pérdidas dentro del sistema de intercambio de calor integrado ∆Pto.
Después de sumar estos valores, se obtiene el indicador deseado que caracteriza la resistencia hidráulica total del sistema coPco.
Además de este método generalizado, existen otros métodos para determinar la pérdida de presión en las tuberías de polipropileno. Uno de ellos se basa en una comparación de dos indicadores vinculados al principio y al final de la tubería.En este caso, la pérdida de presión puede calcularse simplemente restando sus valores iniciales y finales, determinados por dos medidores de presión.
Otra opción para calcular el indicador deseado se basa en el uso de una fórmula más compleja que tenga en cuenta todos los factores que afectan las características del flujo de calor. La relación dada a continuación tiene en cuenta principalmente la pérdida de presión del fluido debido a la gran longitud de la tubería.
- h - pérdida de presión de fluido, en el caso estudiado, medido en metros.
- λ - coeficiente de resistencia hidráulica (o fricción), determinado por otros métodos de cálculo.
- L - la longitud total de la tubería servida, que se mide en metros lineales.
- re –Tamaño interno de la tubería, que determina el volumen del flujo de refrigerante.
- V - caudal de fluido, medido en unidades estándar (metro por segundo).
- Símbolo sol - esta es la aceleración de la gravedad igual a 9.81 m / s2.
De gran interés son las pérdidas causadas por un alto coeficiente de fricción hidráulica. Depende de la rugosidad de las superficies internas de las tuberías. Las proporciones utilizadas en este caso son válidas solo para piezas tubulares redondas estándar. La fórmula final para encontrarlos se ve así:
- V - la velocidad de movimiento de las masas de agua, medida en metros / segundo.
- re - el diámetro interno que define el espacio libre para mover el refrigerante.
- El coeficiente en el denominador indica la viscosidad cinemática del líquido.
El último indicador se refiere a valores constantes y se encuentra en tablas especiales publicadas en grandes cantidades en Internet.
Al acelerar el flujo de refrigerante, su resistencia al movimiento también aumenta. Al mismo tiempo, aumentan las pérdidas en la red de calefacción, cuyo crecimiento no es proporcional al pulso que causó este efecto (cambia de acuerdo con la ley cuadrática). De ahí la conclusión: un alto caudal de fluido en la tubería no es beneficioso tanto desde el punto de vista técnico como económico.
