שיטות לחישוב הידראולי של מערכות חימום

מרבית מתקני התעשייה והמגורים המודרניים מחוממים בחורף בגלל החיבור לאספקת החום הריכוזית שכבר סופקה להם. אך ישנם מקרים תכופים בהם משתמשים במקורות עצמאיים (אוטונומיים) לחימום חללי מגורים. עם התקנתם העצמאית, אינכם יכולים להסתדר בלי חישוב הידראולי ראשוני של חימום המתבצע עבור המתחם כולו.

חישוב הידראוליקה של תעלות חימום

חישוב הידראולי של מערכת החימום בדרך כלל מסתכם בבחירת קוטרי הצינור המונחים בחלקים נפרדים של הרשת. בעת ניהולו יש לקחת בחשבון את הגורמים הבאים:

• ערך לחץ והשוני בצינור במהירות זרימת נתון קירור נתון;
• ההוצאה המשוערת שלה;
• גדלים טיפוסיים של מוצרים צינוריים משומשים.

בעת חישוב הראשון מהפרמטרים הללו, חשוב לקחת בחשבון את עוצמת ציוד השאיבה. זה אמור להספיק כדי להתגבר על ההתנגדות ההידראולית של מעגלי החימום. במקרה זה, האורך הכולל של צינורות פוליפרופילן הוא בעל חשיבות מכרעת, עם עלייה בה ההתנגדות ההידראולית הכוללת של המערכות בכללותה עולה. בהתבסס על תוצאות החישוב, נקבעים האינדיקטורים הנחוצים להתקנה הבאה של מערכת החימום ועומדים בדרישות התקנים הנוכחיים.

חישוב הפרמטרים של נוזל הקירור

חישוב נוזל הקירור מופחת לקביעת האינדיקטורים הבאים:

• מהירות התנועה של מסות מים דרך צינור עם פרמטרים מוגדרים;
• הטמפרטורה הממוצעת שלהם;
• צריכת מדיה הקשורה לדרישות הביצועים של ציוד חימום.

בעת קביעת כל הפרמטרים לעיל הנוגעים ישירות לנוזל הקירור, יש לקחת בחשבון את ההתנגדות ההידראולית של הצינור. נלקחת בחשבון גם נוכחותם של אלמנטים שסתומים כבויים, המהווים מכשול רציני לתנועה החופשית של המנשא. נקודה זו חשובה במיוחד למערכות חימום הכוללות מחליפי תרמוסטטי ומחליפי חום.

נוסחאות ידועות לחישוב פרמטרי נוזל הקירור (תוך התחשבות בהידראוליקה) הן די מורכבות ולא נוחות בשימוש מעשי. מחשבונים מקוונים משתמשים בגישה פשוטה יותר, המאפשרת להגיע לתוצאה עם שגיאה המקובלת בשיטה זו. עם זאת, לפני שמתחילים בהתקנה, חשוב לדאוג לרכישת משאבה עם אינדיקטורים שאינם נמוכים מהמחושבים. רק במקרה זה יש ביטחון כי הדרישות למערכת על פי קריטריון זה מתקיימות במלואן וכי היא מסוגלת לחמם את החדר לטמפרטורות נוחות.

חישוב ההתנגדות למערכת ובחירת משאבת הסירקולציה

בעת חישוב ההתנגדות ההידראולית של מערכת החימום, לא נכללת האפשרות של זרימה טבעית של נוזל הקירור לאורך מעגליו. רק המקרה של טאטה מאולצת לאורך קווי המתאר התרמיים של רשת רחבה של צינורות חימום נשקל. על מנת שהמערכת תעבוד ביעילות נתונה, נדרשת מדגם משאבה, מה שמבטיח כמובן את הלחץ הנדרש. ערך זה מיוצג בדרך כלל ככמות נוזל הקירור שנשאב ליחידת הזמן שנבחרה.

כדי לקבוע את הערך הכולל של ההתנגדות הנגרמת על ידי הדבקה של חלקיקי מים למשטחים הפנימיים של הצינורות בצנרת, משתמשים בנוסחה הבאה: R = 510 4 V 1.9 / d 1.32 (Pa / m). אייקון V ביחס זה מתאים למהירות הזרימה. כאשר מבצעים חישובים עצמאיים, ההנחה היא כי הנוסחה הזו תקפה רק למהירויות של לא יותר מ- 1.25 מטר / שנייה. אם המשתמש יודע את הערך של הצריכה הנוכחית של ה- FGP, מותר לו להשתמש באומדן משוער, המאפשר לקבוע את החלק הפנימי של הצינורות העשויים מפוליפרופילן.

עם השלמת החישובים הבסיסיים, עליך להתייחס לטבלה מיוחדת המציינת את חתכי רוחב המקורבים של מעברי צינור, בהתאם לנתונים המתקבלים בחישוב. הנוהל המורכב והזמן רב ביותר הוא קביעת התנגדות הידראולית בחלקים הבאים של הצינור הקיים:

• באזורי ההזדווגות של האלמנטים האישיים שלה;
• בשסתומים המשרתים את מערכת החימום;
• בשסתומי שער ובמכשירי בקרה.

לאחר שנמצאו כל הפרמטרים הנדרשים הקשורים למאפייני ההפעלה של נוזל הקירור, הם ממשיכים לקבוע את כל המדדים האחרים של המערכת.

חישוב נפח המים וקיבולת מיכל ההרחבה

כדי לחשב את מאפייני ההפעלה של מיכל ההרחבה, שהוא חובה לכל מערכת חימום מסוג סגור, יהיה צורך להתמודד עם התופעה של עלייה בנפח הנוזל בו. מדד זה מוערך תוך התחשבות בשינויים במאפייני הביצועים הבסיסיים, כולל תנודות בטמפרטורה שלו. זה במקרה זה משתנה בטווח רחב מאוד - מטמפרטורת החדר +20 מעלות ועד לערכי הפעלה בטווח של 50-80 מעלות.

ניתן יהיה לחשב את נפח מיכל ההרחבה ללא בעיות מיותרות, אם אנו משתמשים באומדן גס שנבדק בפועל. זה מבוסס על ניסיון הפעלת הציוד, לפיו נפח מיכל ההרחבה הוא בערך עשירית מכמות נוזל הקירור הכולל שמסתובב במערכת. במקביל, נלקחים בחשבון כל האלמנטים שלו, כולל רדיאטורי חימום (סוללות), כמו גם ז'קט המים של יחידת הדוד. כדי לקבוע את הערך המדויק של המחוון הנדרש, עליך לקחת את דרכון הציוד המשמש ומצא את הפריטים הנוגעים לקיבולת הסוללה ומיכל העבודה של הדוד.

לאחר קביעתם, עודף נוזל הקירור במערכת אינו קשה למצוא. לשם כך, תחשבו תחילה את שטח החתך של צינורות פוליפרופילן ואז הכפיל שהתקבל מוכפל באורך הצינור. לאחר סיכום כל ענפי מערכת החימום מוסיפים אליהם המספרים שנלקחו מהדרכון לרדיאטורים והדוד. אז עשירית מהסך הכל נספרת.

אם למשל, הקיבולת המתקבלת למערכת ביתית הייתה כ -150 ליטר, הקיבולת המשוערת של מיכל ההרחבה תהיה כ -15 ליטר.

קביעת אובדן הלחץ בצינורות

ההתנגדות להפסדי לחץ במעגל שלאורכו מסתנן נוזל הקירור נקבעת כערכם הכולל לכל הרכיבים האישיים. האחרונים כוללים:

• אובדן ראשוני, המצוין על ידי ∆Plk;
• עלויות מנשא חום מקומי (∆Plм);
• ירידת לחץ באזורים מיוחדים הנקראים "מחוללי חום" תחת הכינוי ∆Ptg;
• הפסדים במערכת חילופי החום המשולבת.

לאחר סיכום ערכים אלה מתקבל המחוון הרצוי המאפיין את ההתנגדות ההידראולית הכוללת של המערכת coPco.

בנוסף לשיטה כללית זו, קיימות שיטות נוספות לקביעת אובדן הלחץ בצינורות פוליפרופילן. אחד מהם מבוסס על השוואה בין שני אינדיקטורים הקשורים לתחילת הצינור ולסיומו.במקרה זה, ניתן לחשב את אובדן הלחץ על ידי הפחתת הערכים הראשוניים והסופיים שלו, נקבע על ידי שני מדדי לחץ.

אפשרות נוספת לחישוב האינדיקטור הרצוי מבוססת על שימוש בנוסחה מורכבת יותר המתחשבת בכל הגורמים המשפיעים על מאפייני שטף החום. היחס הנתון למטה לוקח בעיקר בחשבון את אובדן לחץ הנוזלים בגלל האורך הגדול של הצינור.

• ח - אובדן לחץ נוזלים, במקרה הנחקר, נמדד במטרים.
• λ - מקדם התנגדות הידראולי (או חיכוך), שנקבע על ידי שיטות חישוב אחרות.
• ל - האורך הכולל של הצינור המוגש, הנמדד במדדים ליניאריים.
• ד –גודל צינור פנימי הקובע את נפח זרימת נוזל הקירור.
• V - קצב זרימת הנוזלים הנמדד ביחידות סטנדרטיות (מטר לשנייה).
• סמל ז - זו תאוצה של כוח הכבידה השווה ל 9.81 m / s2.

מעניינים גדולים הם הפסדים הנגרמים על ידי מקדם גבוה של חיכוך הידראולי. זה תלוי בחספוס המשטחים הפנימיים של הצינורות. היחסים המשמשים במקרה זה תקפים רק לחתיכות עגולות סטנדרטיות של צינורות. הנוסחה הסופית למציאתם נראית כך:

• V - מהירות התנועה של מסות מים, הנמדדת במטר / שנייה.
• ד - הקוטר הפנימי המגדיר את המרחב הפנוי להנעת נוזל הקירור.
• המקדם במכנה מציין את הצמיגות הקינטית של הנוזל.

האינדיקטור האחרון מתייחס לערכים קבועים והוא ממוקם על טבלאות מיוחדות המתפרסמות בכמויות גדולות באינטרנט.

כאשר מאיצים את זרימת נוזל הקירור, גם התנגדותו לתנועה עולה. יחד עם זאת, ההפסדים ברשת החימום מתגברים, שגידולם אינו פרופורציונאלי לדופק שגרם להשפעה זו (הוא משתנה בהתאם לחוק הריבוע). מכאן המסקנה: קצב זרימת נוזלים גבוה בצנרת אינו מועיל מבחינה טכנית וכלכלית כאחד.