A maioria das modernas instalações industriais e residenciais é aquecida no inverno devido à conexão com o suprimento de calor centralizado já fornecido a eles. Mas há casos frequentes em que fontes independentes (autônomas) são usadas para aquecer espaços residenciais. Com sua instalação independente, você não pode prescindir de um cálculo hidráulico preliminar do aquecimento realizado para todo o complexo como um todo.
Cálculo da hidráulica dos canais de aquecimento
O cálculo hidráulico do sistema de aquecimento geralmente se resume à seleção dos diâmetros dos tubos estabelecidos em seções individuais da rede. Ao conduzi-lo, os seguintes fatores devem ser levados em consideração:
- valor da pressão e suas diferenças na tubulação a uma dada velocidade de circulação do líquido refrigerante;
- sua despesa estimada;
- tamanhos típicos de produtos tubulares usados.
Ao calcular o primeiro desses parâmetros, é importante levar em consideração a potência do equipamento de bombeamento. Deve ser suficiente para superar a resistência hidráulica dos circuitos de aquecimento. Nesse caso, o comprimento total dos tubos de polipropileno é de importância decisiva, com um aumento no qual a resistência hidráulica geral dos sistemas como um todo aumenta. Com base nos resultados do cálculo, são determinados os indicadores necessários para a instalação subsequente do sistema de aquecimento e o atendimento aos requisitos das normas atuais.
Cálculo dos parâmetros do líquido de refrigeração
O cálculo do líquido de refrigeração é reduzido para determinar os seguintes indicadores:
- a velocidade de movimento das massas de água através de uma tubulação com parâmetros especificados;
- a temperatura média;
- consumo de mídia associado aos requisitos de desempenho dos equipamentos de aquecimento.
Ao determinar todos os parâmetros acima relacionados diretamente ao líquido de arrefecimento, a resistência hidráulica do tubo deve ser levada em consideração. A presença de elementos da válvula de fechamento, que são um sério obstáculo à livre circulação do transportador, também é levada em consideração. Este ponto é especialmente importante para sistemas de aquecimento, que incluem trocadores termostáticos e de calor.
As fórmulas conhecidas para o cálculo dos parâmetros do líquido de refrigeração (levando em consideração o sistema hidráulico) são bastante complexas e inconvenientes no uso prático. As calculadoras on-line usam uma abordagem simplificada, que permite obter um resultado com um erro aceitável para esse método. No entanto, antes de iniciar a instalação, é importante se preocupar em comprar uma bomba com indicadores não inferiores aos calculados. Somente neste caso, há confiança de que os requisitos para o sistema de acordo com esse critério sejam totalmente atendidos e que seja capaz de aquecer a sala a temperaturas confortáveis.
Cálculo da resistência do sistema e seleção da bomba de circulação
Ao calcular a resistência hidráulica do sistema de aquecimento, a opção de circulação natural do líquido de refrigeração ao longo de seus circuitos é excluída. Apenas o caso de varredura forçada ao longo dos contornos térmicos de uma extensa rede de tubos de aquecimento é considerado. Para que o sistema funcione com uma determinada eficiência, é necessária uma amostra da bomba, o que obviamente garante a pressão necessária. Esse valor geralmente é representado como a quantidade de refrigerante bombeada para a unidade de tempo selecionada.
Para determinar o valor total da resistência causada pela adesão de partículas de água às superfícies internas dos tubos nas tubulações, é utilizada a seguinte fórmula: R = 510 4 V 1,9 / d 1,32 (Pa / m). Ícone V nessa proporção corresponde à velocidade do fluxo. Ao realizar cálculos independentes, sempre se assume que esta fórmula é válida apenas para velocidades não superiores a 1,25 metros / s. Se o usuário conhece o valor do consumo atual do FGP, é permitido o uso de uma estimativa aproximada, que permite determinar a seção interna dos tubos de polipropileno.
Após a conclusão dos cálculos básicos, você deve consultar uma tabela especial, que indica as seções transversais aproximadas das passagens dos tubos, dependendo dos valores obtidos no cálculo. O procedimento mais complexo e demorado é a determinação da resistência hidráulica nas seguintes seções da tubulação existente:
- nas zonas de acasalamento de seus elementos individuais;
- em válvulas que servem o sistema de aquecimento;
- em válvulas e dispositivos de controle.
Depois que todos os parâmetros desejados relacionados às características operacionais do líquido de refrigeração forem encontrados, vá para a determinação de todos os outros indicadores do sistema.
Cálculo do volume de água e da capacidade do tanque de expansão
Para calcular as características operacionais do tanque de expansão, obrigatório para qualquer sistema de aquecimento de tipo fechado, será necessário lidar com o fenômeno de um aumento no volume de líquido nele. Este indicador é estimado levando em consideração alterações nas características básicas de desempenho, incluindo flutuações em sua temperatura. Nesse caso, varia em uma faixa muito ampla - da temperatura ambiente + 20 graus e até valores operacionais na faixa de 50 a 80 graus.
Será possível calcular o volume do tanque de expansão sem problemas desnecessários, se usarmos uma estimativa aproximada que foi testada na prática. É baseado na experiência de operação do equipamento, segundo a qual o volume do tanque de expansão é aproximadamente um décimo da quantidade total de líquido de arrefecimento circulando no sistema. Ao mesmo tempo, todos os seus elementos são levados em consideração, incluindo radiadores de aquecimento (baterias), bem como a camisa de água da unidade de caldeira. Para determinar o valor exato do indicador necessário, você precisará levar o passaporte do equipamento usado e encontrar os itens relacionados à capacidade da bateria e ao tanque de trabalho da caldeira.
Depois de determiná-los, não é difícil encontrar o excesso de líquido de arrefecimento no sistema. Para fazer isso, primeiro calcule a área da seção transversal dos tubos de polipropileno e, em seguida, o valor resultante é multiplicado pelo comprimento da tubulação. Depois de somar todas as ramificações do sistema de aquecimento, os números retirados do passaporte para radiadores e caldeira são adicionados a eles. Um décimo do total é contado.
Se, por exemplo, a capacidade obtida para um sistema doméstico for de cerca de 150 litros, a capacidade estimada do tanque de expansão será de aproximadamente 15 litros.
Determinação de perda de pressão em tubulações
A resistência das perdas de pressão no circuito ao longo do qual circula o líquido de refrigeração é determinada como seu valor total para todos os componentes individuais. Estes últimos incluem:
- perda primária, denotada por ∆Plk;
- custos locais de transportadores de calor (∆Plм);
- queda de pressão em zonas especiais denominadas “geradores de calor” sob a designação ∆Ptg;
- perdas dentro do sistema integrado de troca de calor toPto.
Depois de somar esses valores, é obtido o indicador desejado que caracteriza a resistência hidráulica total do sistema ∆Pco.
Além deste método generalizado, existem outros métodos para determinar a perda de pressão em tubos de polipropileno. Um deles é baseado na comparação de dois indicadores vinculados ao início e ao final do pipeline.Nesse caso, a perda de pressão pode ser calculada subtraindo seus valores iniciais e finais, determinados por dois manômetros.
Outra opção para calcular o indicador desejado é baseada no uso de uma fórmula mais complexa que leva em consideração todos os fatores que afetam as características do fluxo de calor. A proporção fornecida abaixo leva principalmente em consideração a perda de pressão do fluido devido ao grande comprimento da tubulação.
- h - perda de pressão do fluido, no caso estudado, medido em metros.
- λ - coeficiente de resistência hidráulica (ou atrito), determinado por outros métodos de cálculo.
- eu - o comprimento total do gasoduto servido, medido em metros lineares.
- D –Tamanho interno do tubo, que determina o volume do fluxo do líquido de refrigeração.
- V - vazão do fluido, medida em unidades padrão (metro por segundo).
- Símbolo g - é a aceleração da gravidade igual a 9,81 m / s2.
De grande interesse são as perdas causadas por um alto coeficiente de atrito hidráulico. Depende da rugosidade das superfícies internas dos tubos. As proporções usadas neste caso são válidas apenas para peças tubulares redondas padrão. A fórmula final para encontrá-los é assim:
- V - a velocidade de movimento das massas de água, medida em metros / segundo.
- D - o diâmetro interno que define o espaço livre para mover o líquido de refrigeração.
- O coeficiente no denominador indica a viscosidade cinemática do líquido.
Este último indicador refere-se a valores constantes e está localizado em tabelas especiais publicadas em grandes quantidades na Internet.
Ao acelerar o fluxo de refrigerante, sua resistência ao movimento também aumenta. Ao mesmo tempo, aumentam as perdas na rede de aquecimento, cujo crescimento não é proporcional ao pulso que causou esse efeito (muda de acordo com a lei quadrática). Daí a conclusão: uma alta vazão de fluido na tubulação não é benéfica do ponto de vista técnico e econômico.
