Nowoczesny system grzewczy to demonstracja zupełnie nowego podejścia do jego regulacji. Do chwili obecnej nie jest to wstępna regulacja przed uruchomieniem systemu z ułatwieniem późniejszego hydraulicznego trybu pracy. Nowoczesne ogrzewanie w prywatnym domu podczas pracy ma stale zmieniający się reżim termiczny. Co wymaga od sprzętu nie tylko śledzenia zmian w ogrzewaniu pomieszczeń, ale także prawidłowego reagowania na nie.
Warunki wydajnej pracy systemu
Istnieje kilka punktów, których przestrzeganie zapewni wysoką jakość i wydajną pracę systemu grzewczego:
- Doprowadzenie chłodziwa do urządzeń grzewczych powinno odbywać się w ilościach, które zapewnią bilans cieplny pomieszczenia, z zastrzeżeniem stale zmieniających się temperatur zewnętrznych iw zależności od reżimu temperaturowego lokalu, określonego przez jego właściciela.
- Zmniejszenie kosztów, w tym energii, w celu pokonania oporów hydraulicznych.
- Zmniejszenie kosztów materiałowych podczas instalacji systemu grzewczego, również w zależności od średnicy układanych rurociągów.
- Niski poziom hałasu, stabilność i niezawodność urządzeń grzewczych.
Jak poprawnie obliczyć system grzewczy
Aby obliczyć ogrzewanie w prywatnym domu, musisz znać wymaganą ilość ciepła. W tym celu oblicza się straty ciepła całego domu w ciepłych i zimnych porach roku. Obejmuje to straty ciepła przez okna, drzwi, przegrody budowlane itp. Są to dość żmudne obliczenia. Ogólnie przyjmuje się, że średnio źródło ciepła powinno wytwarzać 10 kW na 100 m2 obszar ogrzewany.
System ogrzewania rozumiany jest jako związek między zestawem urządzeń: rurociągami, pompami, urządzeniami odcinającymi i sterującymi, sterowaniem i automatyką do przekazywania ciepła ze źródła bezpośrednio do pomieszczenia.
Rodzaje kotłów grzewczych
Przed wykonaniem obliczeń hydraulicznych instalacji grzewczych należy wybrać odpowiedni kocioł (źródło ciepła). Wyróżniamy następujące rodzaje kotłów: elektryczne, gazowe, na paliwo stałe, kombinowane i inne. Wybór w większości przypadków zależy od paliwa panującego w okolicy, w której mieszkasz.
Kocioł elektryczny
Ze względu na problemy z podłączeniem zasilania i dość wysoką cenę energii elektrycznej, sprzęt ten nie zyskał szerokiej dystrybucji.
Kocioł gazowy
Aby zainstalować taki kocioł, wcześniej wymagane było specjalne oddzielne pomieszczenie (kotłownia). Obecnie dotyczy to tylko urządzeń z otwartą komorą spalania. Ta opcja jest najczęściej spotykana w miejscach z gazyfikacją.
Kocioł na paliwo stałe
Z uwagi na względną dostępność paliwa sprzęt ten nie jest zbyt popularny. Podczas jego eksploatacji występują pewne niedogodności. W ciągu dnia konieczne jest kilkakrotne wykonanie paleniska. Ponadto reżim wymiany ciepła jest cykliczny. Stosowanie tych kotłów jest ułatwione (zmniejszona ilość palenisk) dzięki zastosowaniu bańki lub paliwa o wysokiej temperaturze spalania, co wydłuża czas palenia dzięki kontrolowanemu dopływowi powietrza. Można to również zrobić za pomocą wodnych akumulatorów ciepła, do których podłączone jest centralne ogrzewanie.
Niezbędne parametry przy obliczaniu mocy
- Wud - moc właściwa źródła ciepła (kotła) na powierzchnię budynku 10 m2, z uwzględnieniem warunki klimatyczne regionu.
- S to powierzchnia ogrzewanego pomieszczenia.
Istnieją również ogólnie przyjęte wartości określonej mocy, które zależą od strefy klimatycznej:
- Wud=0, 7-0, 9 - dla regionu południowego.
- Wud=1, 2-1, 5 - dla regionu centralnego.
- Wud=1, 5-2,0 - dla regionu północnego.
Wzór na moc kotła
Przed przystąpieniem do tak ważnego przedsięwzięcia, jakim jest obliczenia hydrauliczne instalacji grzewczych, należy określić moc źródła ciepła za pomocą następującego wzoru:
Wcat=S×Wud/10.
Dla wygody obliczeń przyjmiemy średnią wartość Wud dla 1 kW, więc otrzymujemy, że 10 kW powinno przypadać na 100 m 2 ogrzewany obszar. W rezultacie schematy instalacji systemu grzewczego będą zależeć od powierzchni domu.
W innych przypadkach stosuje się wymuszony obieg chłodziwa za pomocą pomp obiegowych.
System dwururowy
Jest to klasyczna wersja systemu grzewczego, która sprawdziła się w najlepszy sposób przez długi czas eksploatacji. Obliczenia hydrauliczne dwururowego systemu grzewczego zostaną omówione poniżej. Dlaczego tak się nazywa? Rzecz w tym, że podstawą koncepcji inżynieryjnej była instalacja kilku rurociągów przez kondygnacje budynku. Do jednego pionu podłączono grzałkę z ciepłą wodą na wszystkich kondygnacjach, a schłodzoną wodę z grzałki doprowadzano do ułożonego w pobliżu rurociągu.
W rezultacie płyn chłodzący z pierwszego urządzenia, który nie miał jeszcze czasu ostygnąć, dostał się do urządzenia, które znajdowało się na podłodze poniżej, a krążąca ciecz miała taką samą temperaturę jak w pierwszym jeden. Tak więc temperatura chłodziwa w pierwszym i ostatnim rurociągu była identyczna - oznacza to, żewymiana ciepła była taka sama.
Dwururowy system grzewczy – zalety
Centralne ogrzewanie w prywatnym domu z systemem dwururowym ma następujące zalety:
- Nawet podgrzewana podłoga zapewnia równomierne ogrzewanie wszystkich urządzeń.
- W porównaniu z systemem jednorurowym można w pełni ogrzać znacznie więcej pomieszczeń.
- Kontrola temperatury w każdym konkretnym pomieszczeniu.
Działania rozliczeniowe i graficzne
Podczas wykonywania skomplikowanych obliczeń hydraulicznych instalacji grzewczych, przede wszystkim konieczne jest wykonanie szeregu czynności wstępnych:
- Bilans cieplny ogrzewanego budynku jest ustalany.
- Wybierany jest typ urządzeń grzewczych, po czym są one schematycznie umieszczane na planie piętra.
- Następnie podejmowana jest decyzja o rozmieszczeniu wszystkich jednostek grzewczych, rodzaju i materiałów rurociągów, urządzeń sterujących i blokujących.
- Aby wykonać obliczenia hydrauliczne systemów grzewczych, będziesz musiał narysować schematyczny diagram w aksonometrii wskazujący obliczone obciążenia i długości odcinków.
- Określony jest pierścień główny - jest to segment zamknięty, który obejmuje odcinki rurociągów umieszczone szeregowo, które mają maksymalny przepływ chłodziwa ze źródła ciepła do najbardziej oddalonego urządzenia grzewczego.
Do rozliczeniaprzekrój jest akceptowany jako taki, który ma stałe natężenie przepływu chłodziwa i taki sam przekrój.
Przykład obliczeń hydraulicznych instalacji grzewczej
W obliczonym segmencie obciążenie cieplne jest równe przepływowi ciepła, które musi zostać przeniesione na rurociąg zasilający, a na rurociągu powrotnym przetransportowano już krążącą ciecz, która przeszła przez ten odcinek.
Zużycie nośnika ciepła Gi-j, kg/h oblicza się według następującego wzoru:
Gi-j=0, 86×Qi -j/(t2-t0), gdzie
Gi-j to ilość ciepła w obliczonym segmencie i-j;
t2-t0 to odpowiednio temperatury projektowe gorącej i zimnej cieczy.
Jak wybrać średnicę rurociągów
Aby zmniejszyć koszt pokonywania oporów podczas ruchu krążącego płynu, średnice rurociągów powinny znajdować się w zakresie minimalnej prędkości chłodziwa wymaganej do usunięcia pęcherzyków powietrza, które przyczyniają się do powstawania korków powietrznych. Aby je zmniejszyć, średnicę rurociągów doprowadza się do wartości minimalnej, która nie powoduje hałasu hydraulicznego w kształtkach i rurach systemu.
Wszystkie rurociągi produkcyjne są podzielone na polimerowe i metalowe. Te pierwsze są trwalsze, drugie mocniejsze mechanicznie. To, które rury zastosować w systemie grzewczym, zależy od jego indywidualnych cech.
Obliczenia hydrauliczne instalacji grzewczej - program
Biorąc pod uwagę ilość pracy, jaką trzeba wykonać na etapie projektowania, możesz skorzystać ze specjalistycznego oprogramowania.
Na podstawie danych początkowych program dokonuje automatycznego doboru rurociągów o wymaganej średnicy, dokonuje wstępnej regulacji zaworów regulacyjnych i równoważących, zaworów termostatycznych i automatycznych regulatorów w instalacji grzewczej. Ponadto program może samodzielnie oszacować, jakie urządzenia grzewcze będą wymagane.
