Večina sodobnih industrijskih in stanovanjskih objektov se pozimi ogreva s priključitvijo na centralizirano oskrbo s toploto, ki jim je že dobavljena. Toda pogosto obstajajo primeri, ko se za ogrevanje bivalnih prostorov uporabljajo neodvisni (avtonomni) viri. Pri sami namestitvi ne morete storiti brez predhodnega izračuna hidravličnega ogrevanja za celoten kompleks kot celoto.
Izračun hidravlike ogrevalnih kanalov
Hidravlični izračun ogrevalnega sistema se običajno zmanjša na izbiro premera cevi, položenih v posameznih odsekih omrežja. Pri izvajanju je treba upoštevati naslednje dejavnike:
- vrednost tlaka in njegove padce v cevovodu pri določeni hitrosti kroženja hladilne tekočine;
- njegova pričakovana poraba;
- tipične velikosti uporabljenih cevnih izdelkov.
Pri izračunu prvega od teh parametrov je pomembno upoštevati moč črpalne opreme. Moralo bi zadostovati za premagovanje hidravličnega upora ogrevalnih krogov.V tem primeru je skupna dolžina polipropilenskih cevi odločilnega pomena, s povečanjem katere se poveča skupni hidravlični upor sistemov kot celote. Na podlagi rezultatov izračuna se določijo kazalniki, potrebni za nadaljnjo vgradnjo ogrevalnega sistema in izpolnjevanje zahtev veljavnih standardov.
Izračun parametrov hladilne tekočine
Izračun hladilne tekočine se zmanjša na določitev naslednjih indikatorjev:
- hitrost gibanja vodnih mas skozi cevovod z danimi parametri;
- njihova povprečna temperatura;
- poraba medijev, povezana z zahtevami glede zmogljivosti ogrevalne opreme.
Pri določanju vseh naštetih parametrov, ki so neposredno povezani s hladilno tekočino, je treba upoštevati hidravlični upor cevi. Upošteva se tudi prisotnost elementov zapornega ventila, ki so resna ovira za prosto gibanje nosilca. Ta točka je še posebej pomembna za ogrevalne sisteme, ki vključujejo termostatske naprave in naprave za izmenjavo toplote.
Znane formule za izračun parametrov hladilne tekočine (ob upoštevanju hidravlike) so v praksi precej zapletene in neprijetne. Spletni kalkulatorji uporabljajo poenostavljen pristop, ki vam omogoča, da dobite rezultate z napako, sprejemljivo za to metodo. Vendar pa je pred začetkom namestitve pomembno zagotoviti, da kupite črpalko z zmogljivostjo, ki ni nižja od izračunane. Samo v tem primeru obstaja zaupanje, da so zahteve za sistem po tem kriteriju v celoti izpolnjene in da je sposoben ogreti prostor na ugodne temperature.
Izračun upora sistema in izbira obtočne črpalke
Pri izračunu hidravličnega upora ogrevalnega sistema je izključena možnost naravnega kroženja hladilne tekočine vzdolž njegovih obrisov. Upoštevan je le primer prisilnega prehoda razvejanega omrežja toplovodov po toplotnih krogih. Da bi sistem deloval z določeno učinkovitostjo, bo potrebna vzorčna črpalka, ki bo zagotovo zagotovila zahtevani tlak. Ta vrednost je običajno predstavljena kot količina prečrpane hladilne tekočine v izbrani časovni enoti.
Za določitev skupne količine upora, ki ga povzroča oprijem vodnih delcev na notranje površine cevi v glavnem omrežju, se uporablja naslednja formula: R = 510 4 V 1,9 / d 1,32 (Pa/m). Ikona V v tem razmerju ustreza hitrosti toka. Pri izvajanju neodvisnih izračunov se vedno predpostavlja, da je ta formula veljavna samo za hitrosti, ki niso večje od 1,25 metra/s. Če uporabnik pozna trenutno porabo tople vode, je možno s približno oceno določiti notranji prerez polipropilenskih cevi.
Po zaključku osnovnih izračunov se morate obrniti na posebno tabelo, v kateri so navedeni približni prečni prerezi prehodov cevi glede na številke, pridobljene med izračunom. Najtežji in dolgotrajni postopek je določitev hidravličnega upora na naslednjih odsekih obstoječega cevovoda:
- na območjih stika njegovih posameznih elementov;
- v ventilih, ki služijo ogrevalnemu sistemu;
- v ventilih in krmilnih napravah.
Ko so najdeni vsi zahtevani parametri glede delovnih lastnosti hladilne tekočine, nadaljujemo z določanjem vseh drugih indikatorjev sistema.
Izračun prostornine vode in prostornine ekspanzijske posode
Za izračun značilnosti delovanja ekspanzijske posode, ki je obvezna za kateri koli ogrevalni sistem zaprtega tipa, boste morali razumeti pojav povečanja prostornine tekočine v njej. Ta indikator se ocenjuje ob upoštevanju sprememb osnovnih obratovalnih značilnosti, vključno z nihanji njegove temperature. V tem primeru se spreminja v zelo širokem razponu - od sobne temperature +20 stopinj do delovnih vrednosti v območju 50-80 stopinj.
Prostornino ekspanzijske posode bo mogoče izračunati brez nepotrebnih težav, če uporabite približno oceno, dokazano v praksi. Temelji na izkušnjah z uporabo opreme, po katerih je prostornina ekspanzijske posode približno ena desetina celotne količine hladilne tekočine, ki kroži v sistemu. V tem primeru se upoštevajo vsi njegovi elementi, vključno z grelnimi radiatorji (baterijami), pa tudi vodnim plaščem kotlovske enote. Če želite določiti natančno vrednost zahtevanega indikatorja, boste morali vzeti potni list uporabljene opreme in v njem poiskati elemente, ki se nanašajo na kapaciteto baterij in delovni rezervoar kotla.
Ko so določeni, ni težko najti odvečne hladilne tekočine v sistemu. Če želite to narediti, najprej izračunajte površino prečnega prereza polipropilenskih cevi in nato pomnožite dobljeno vrednost z dolžino cevovoda. Po seštevanju vseh vej ogrevalnega sistema se jim dodajo številke za radiatorje in kotel, vzete iz potnega lista. Od skupnega zneska se nato odšteje ena desetina.
Če bi bila na primer končna prostornina domačega sistema približno 150 litrov, bi bila ocenjena prostornina ekspanzijske posode približno 15 litrov.
Določanje izgube tlaka v ceveh
Upornost padca tlaka v tokokrogu, skozi katerega kroži hladilna tekočina, se določi kot njegova skupna vrednost za vse posamezne komponente. Slednje vključujejo:
- izgube v primarnem krogu, označene kot ∆Plk;
- lokalni stroški hladilne tekočine (∆Plм);
- padec tlaka v posebnih conah, imenovanih "generatorji toplote" z oznako ∆Ptg;
- izgube znotraj vgrajenega sistema toplotne izmenjave ∆Pto.
Po seštevku teh vrednosti dobimo želeni indikator, ki označuje skupni hidravlični upor sistema ∆Pco.
Poleg te splošne metode obstajajo tudi druge metode za določanje izgube tlaka v polipropilenskih ceveh. Eden od njih temelji na primerjavi dveh indikatorjev, vezanih na začetek in konec cevovoda. V tem primeru se lahko izguba tlaka izračuna tako, da se preprosto odšteje njena začetna in končna vrednost, določena z dvema manometroma.
Druga možnost za izračun zahtevanega indikatorja temelji na uporabi bolj zapletene formule, ki upošteva vse dejavnike, ki vplivajo na značilnosti toplotnega toka. Spodaj navedeno razmerje upošteva predvsem izgubo tlaka tekočine zaradi velike dolžine cevovoda.
- h – izguba tlaka tekočine, v obravnavanem primeru izmerjena v metrih.
- λ – koeficient hidravličnega upora (ali trenja), določen z drugimi računskimi metodami.
- L – skupna dolžina oskrbovanega cevovoda, ki se meri v linearnih metrih.
- D – notranja standardna velikost cevi, ki določa prostornino pretoka hladilne tekočine.
- V – hitrost pretoka tekočine, merjena v standardnih enotah (meter na sekundo).
- Simbol g je gravitacijski pospešek, ki je enak 9,81 m/s2.
Zelo zanimive so izgube, ki jih povzroča visok koeficient hidravličnega trenja. Odvisno je od hrapavosti notranjih površin cevi. Razmerja, uporabljena v tem primeru, veljajo samo za surovce cevi standardne okrogle oblike. Končna formula za njihovo iskanje je videti takole:
- V – hitrost gibanja vodnih mas, merjena v metrih/sekundo.
- D – notranji premer, ki določa prosti prostor za gibanje hladilne tekočine.
- Koeficient v imenovalcu označuje kinematično viskoznost tekočine.
Zadnji indikator se nanaša na konstantne vrednosti in se nahaja s pomočjo posebnih tabel, objavljenih v velikih količinah na internetu.
S pospešenim pretokom hladilne tekočine se poveča tudi upor njenega gibanja. Hkrati se povečajo izgube v ogrevalnem omrežju, katerih rast ni sorazmerna z impulzom, ki je povzročil ta učinek (spreminja se po kvadratnem zakonu). To vodi do zaključka: visok pretok tekočine v cevovodu ni koristen tako s tehničnega kot ekonomskega vidika.
