Cálculo hidráulico do sistema de aquecimento em um exemplo específico

Equações básicas de cálculo hidráulico de um gasoduto

Para calcular o movimento do gás através das tubulações, são tomados os valores do diâmetro da tubulação, consumo de combustível e perda de pressão. Calculado dependendo da natureza do movimento. Com laminar - os cálculos são feitos estritamente matematicamente de acordo com a fórmula:

Р1 – Р2 = ∆Р = (32*μ*ω*L)/D2 kg/m2 (20), onde:

• ∆Р – kgm2, perda de carga por atrito;
• ω – m/s, velocidade do combustível;
• D - m, diâmetro da tubulação;
• L - m, comprimento da tubulação;
• μ é kg s/m2, viscosidade do fluido.

Com o movimento turbulento, é impossível aplicar cálculos matemáticos precisos devido à aleatoriedade do movimento. Portanto, coeficientes determinados experimentalmente são usados.

Calculado pela fórmula:

Р1 – Р2 = (λ*ω2*L*ρ)/2g*D (21), onde:

• P1 e P2 são pressões no início e no final da tubulação, kg/m2;
• λ é o coeficiente de arrasto adimensional;
• ω – m/seg, a velocidade média do fluxo de gás sobre a seção do tubo;
• ρ – kg/m3, densidade do combustível;
• D - m, diâmetro do tubo;
• g – m/sec2, aceleração da gravidade.

Vídeo: Fundamentos do cálculo hidráulico de gasodutos

Uma seleção de perguntas

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• Ivan, Moscou — Qual é o GOST de chapas de aço laminadas?
• Maksim, Tver — Quais são os melhores racks para armazenar produtos de metal laminado?
• Vladimir, Novosibirsk — O que significa o processamento ultrassônico de metais sem o uso de substâncias abrasivas?
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• Stanislav, Voronezh — Qual equipamento é usado para a produção de dutos de ar de aço galvanizado?

Como trabalhar no EXCEL

O uso de tabelas do Excel é muito conveniente, pois os resultados do cálculo hidráulico são sempre reduzidos a uma forma tabular. Basta determinar a sequência de ações e preparar fórmulas exatas.

Inserindo dados iniciais

Uma célula é selecionada e um valor é inserido. Todas as outras informações são simplesmente levadas em consideração.

Célula	Valor	Significado, designação, unidade de expressão
D4	45,000	Consumo de água G em t/h
D5	95,0	Temperatura de entrada estanho em °C
D6	70,0	Temperatura de saída em °C
D7	100,0	Diâmetro interno d, mm
D8	100,000	Comprimento, L em m
D9	1,000	Rugosidade do tubo equivalente ∆ em mm
D10	1,89	A quantidade de probabilidades resistências locais - Σ(ξ)

• o valor em D9 é retirado do diretório;
• o valor em D10 caracteriza a resistência nas soldas.

Fórmulas e Algoritmos

Selecionamos as células e inserimos o algoritmo, bem como as fórmulas da hidráulica teórica.

Célula	Algoritmo	Fórmula	Resultado	Valor do resultado
D12	!ERRO! D5 não contém um número ou expressão	tav=(estanho+tout)/2	82,5	Temperatura média da água tav em °C
D13	!ERRO! D12 não contém um número ou expressão	n=0,0178/(1+0,0337*tav+0,000221*tav2)	0,003368	coeficiente cinemático. viscosidade da água - n, cm2/s no tav
D14	!ERRO! D12 não contém um número ou expressão	ρ=(-0,003*tav2-0,1511*tav+1003, 1)/1000	0,970	Densidade média da água ρ, t/m3 no tav
D15	!ERRO! D4 não contém um número ou expressão	G'=G*1000/(ρ*60)	773,024	Consumo de água G', l/min
D16	!ERRO! D4 não contém um número ou expressão	v=4*G:(ρ*π*(d:1000)2*3600)	1,640	Velocidade da água v, m/s
D17	!ERRO! D16 não contém um número ou expressão	Re=v*d*10/n	487001,4	Número de Reynolds Re
D18	!ERRO! A célula D17 não existe	λ=64/Re em Re≤2320 λ=0,0000147*Re em 2320≤Re≤4000 λ=0,11*(68/Re+∆/d)0,25 em Re≥4000	0,035	Coeficiente de atrito hidráulico λ
D19	!ERRO! A célula D18 não existe	R=λ*v2*ρ*100/(2*9,81*d)	0,004645	Perda de pressão de fricção específica R, kg/(cm2*m)
D20	!ERRO! A célula D19 não existe	dPtr=R*L	0,464485	Perda de pressão por atrito dPtr, kg/cm2
D21	!ERRO! A célula D20 não existe	dPtr=dPtr*9,81*10000	45565,9	e Pa respectivamente D20
D22	!ERRO! D10 não contém um número ou expressão	dPms=Σ(ξ)*v2*ρ/(2*9,81*10)	0,025150	Perda de pressão em resistências locais dPms em kg/cm2
D23	!ERRO! A célula D22 não existe	dPtr \u003d dPms * 9,81 * 10000	2467,2	e Pa respectivamente D22
D24	!ERRO! A célula D20 não existe	dP=dPtr+dPms	0,489634	Perda de pressão estimada dP, kg/cm2
D25	!ERRO! A célula D24 não existe	dP=dP*9,81*10000	48033,1	e Pa respectivamente D24
D26	!ERRO! A célula D25 não existe	S=dP/G2	23,720	Característica de resistência S, Pa/(t/h)2

• o valor D15 é recalculado em litros, assim fica mais fácil perceber a vazão;
• célula D16 - adicione formatação de acordo com a condição: "Se v não se enquadrar no intervalo de 0,25 ... 1,5 m / s, o fundo da célula é vermelho / a fonte é branca."

Para tubulações com diferença de altura entre a entrada e a saída, a pressão estática é adicionada aos resultados: 1 kg / cm2 por 10 m.

Registro de resultados

O esquema de cores do autor carrega uma carga funcional:

• As células turquesa claras contêm os dados originais - eles podem ser alterados.
• As células verdes claras são constantes de entrada ou dados que estão pouco sujeitos a alterações.
• As células amarelas são cálculos preliminares auxiliares.
• As células amarelas claras são os resultados dos cálculos.
• Fontes:
  • azul - dados iniciais;
  • preto - resultados intermediários/não principais;
  • vermelho - os resultados principais e finais do cálculo hidráulico.

Resultados em planilha Excel

Exemplo de Alexander Vorobyov

Um exemplo de cálculo hidráulico simples no Excel para uma seção de tubulação horizontal.

Dados iniciais:

• comprimento do tubo 100 metros;
• ø108 mm;
• espessura da parede 4 mm.

Tabela de resultados de cálculo de resistências locais

Complicando os cálculos passo a passo no Excel, você domina melhor a teoria e economiza parcialmente no trabalho de design. Graças a uma abordagem competente, seu sistema de aquecimento se tornará ideal em termos de custos e transferência de calor.

Cálculo do diâmetro dos tubos do sistema de aquecimento

Este cálculo é baseado em vários parâmetros. Primeiro você precisa definir saída de calor do sistema de aquecimento, em seguida, calcule a que velocidade o refrigerante - água quente ou outro tipo de refrigerante - se moverá pelos tubos. Isso ajudará a fazer cálculos com a maior precisão possível e evitar imprecisões.

Cálculo da potência do sistema de aquecimento

O cálculo é feito de acordo com a fórmula. Para calcular a potência do sistema de aquecimento, você precisa multiplicar o volume da sala aquecida pelo coeficiente de perda de calor e a diferença entre a temperatura do inverno dentro e fora da sala e depois dividir o valor resultante por 860.

Se o edifício tiver parâmetros padrão, então o cálculo pode ser feito na ordem média.

Para determinar a temperatura resultante, a temperatura externa média no inverno e a temperatura interna não devem ser inferiores às reguladas pelos requisitos sanitários.

Velocidade do refrigerante no sistema

De acordo com os padrões, a velocidade de movimento do refrigerante através dos tubos de aquecimento deve exceder 0,2 metros por segundo. Este requisito deve-se ao facto de a uma velocidade de movimento mais baixa o ar ser libertado do líquido, o que leva a bloqueios de ar que podem perturbar o funcionamento de todo o sistema de aquecimento.

O nível de velocidade superior não deve exceder 1,5 metros por segundo, pois isso pode causar ruído no sistema.

Em geral, é desejável manter uma barreira de velocidade média para aumentar a circulação e, assim, aumentar a produtividade do sistema. Na maioria das vezes, bombas especiais são usadas para conseguir isso.

Cálculo do diâmetro do tubo do sistema de aquecimento

substituição de todo o sistema de tubulação.

O diâmetro do tubo é calculado usando fórmula especial.Inclui:

• diâmetro desejado
• potência térmica do sistema
• velocidade do refrigerante
• a diferença entre as temperaturas de alimentação e de retorno do sistema de aquecimento.

Esta diferença de temperatura deve ser escolhida com base requisitos de entrada(não inferior a 95 graus) e na linha de retorno (como regra, é de 65 a 70 graus). Com base nisso, a diferença de temperatura é geralmente tomada como 20 graus.

Elaboração do cálculo

A realização de um cálculo qualitativo e detalhado deve ser precedida de uma série de medidas preparatórias para a implementação dos cronogramas de cálculo. Essa parte pode ser chamada de coleta de informações para o cálculo. Sendo a parte mais difícil no projeto de um sistema de aquecimento de água, o cálculo da hidráulica permite projetar com precisão todo o seu trabalho. Os dados a serem elaborados devem conter a definição do equilíbrio térmico necessário das instalações que serão aquecidas pelo sistema de aquecimento projetado.

No projeto, o cálculo é realizado levando em consideração o tipo de dispositivos de aquecimento selecionados, com certas superfícies de troca de calor e sua colocação em salas aquecidas, podem ser baterias de seções de radiadores ou outros tipos de trocadores de calor. Os pontos de sua colocação são indicados nas plantas baixas da casa ou apartamento.

pontos de fixação para dispositivos de aquecimento,

Após determinar a configuração necessária do sistema em planta, deve-se desenhar em projeção axonométrica para todos os pavimentos. Nesse esquema, cada aquecedor recebe um número, a potência térmica máxima é indicada. Um elemento importante, também indicado para um dispositivo térmico no diagrama, é o comprimento estimado da seção da tubulação para sua conexão.

Notação e ordem de execução

Os planos devem necessariamente indicar um anel de circulação pré-determinado, chamado de principal. É necessariamente um circuito fechado, incluindo todas as seções da tubulação do sistema com a maior vazão de refrigerante. Para os sistemas de dois tubos, estas secções vão desde a caldeira (fonte de energia térmica) até ao dispositivo térmico mais remoto e de volta à caldeira. Para sistemas de tubo único, uma seção do ramo é tomada - o riser e a parte traseira.

A unidade de cálculo é uma seção de tubulação com diâmetro e corrente (vazão) constantes do transportador de energia térmica. Seu valor é determinado com base no equilíbrio térmico da sala. Foi adotada uma certa ordem de designação de tais segmentos, a partir da caldeira (fonte de calor, gerador de energia térmica), eles são numerados. Se houver ramais da linha de abastecimento do oleoduto, sua designação é feita em letras maiúsculas em ordem alfabética. A mesma letra com um traço indica o ponto de coleta de cada ramal no pipeline principal de retorno.

Na designação do início do ramo de dispositivos de aquecimento, é indicado o número do piso (sistemas horizontais) ou o ramo - riser (vertical). O mesmo número, mas com um curso, é colocado no ponto de conexão com a linha de retorno para coleta de fluxos de refrigerante. Juntas, essas designações compõem o número de cada ramal da seção calculada.A numeração é no sentido horário a partir do canto superior esquerdo do plano. De acordo com o plano, o comprimento de cada ramo também é determinado, o erro não é superior a 0,1 m.

Sem entrar em detalhes, deve-se dizer que cálculos adicionais permitem determinar os diâmetros dos tubos de cada seção do sistema de aquecimento, a perda de pressão neles e equilibrar hidraulicamente todos os anéis de circulação em sistemas complexos de aquecimento de água.

Determinação do diâmetro do tubo

Para finalmente determinar o diâmetro e a espessura dos tubos de aquecimento, resta discutir a questão da perda de calor.

A quantidade máxima de calor sai da sala pelas paredes - até 40%, pelas janelas - 15%, pelo piso - 10%, todo o resto pelo teto / telhado. O apartamento é caracterizado por perdas principalmente por meio de janelas e módulos de varanda.

Existem vários tipos de perda de calor em salas aquecidas:

1. Perda de pressão de fluxo em um tubo. Este parâmetro é diretamente proporcional ao produto da perda por atrito específico no interior do tubo (fornecido pelo fabricante) e o comprimento total do tubo. Mas dada a tarefa atual, tais perdas podem ser ignoradas.
2. Perda de carga nas resistências locais dos tubos - custos de aquecimento nas conexões e no interior do equipamento. Mas, dadas as condições do problema, um pequeno número de curvas de montagem e o número de radiadores, tais perdas podem ser desprezadas.
3. Perda de calor com base na localização do apartamento. Existe outro tipo de custo de aquecimento, mas está mais relacionado à localização da sala em relação ao resto do edifício. Para um apartamento comum, localizado no meio da casa e adjacente à esquerda / direita / superior / inferior com outros apartamentos, as perdas de calor pelas paredes laterais, teto e piso são quase iguais a “0”.

Você só pode levar em consideração as perdas pela parte frontal do apartamento - a varanda e a janela central da sala comum. Mas esta questão é encerrada adicionando 2-3 seções a cada um dos radiadores.

O valor do diâmetro do tubo é selecionado de acordo com a vazão do refrigerante e a velocidade de sua circulação na tubulação principal de aquecimento

Analisando as informações acima, vale a pena notar que, para a velocidade calculada da água quente no sistema de aquecimento, é conhecida a velocidade tabular de movimento das partículas de água em relação à parede do tubo na posição horizontal de 0,3-0,7 m / s.

Para ajudar o assistente, apresentamos a chamada lista de verificação para realizar cálculos para um cálculo hidráulico típico de um sistema de aquecimento:

• coleta de dados e cálculo de potência da caldeira;
• volume e velocidade do refrigerante;
• perda de calor e diâmetro do tubo.

Às vezes, ao calcular, é possível obter um diâmetro de tubo suficientemente grande para cobrir o volume calculado do refrigerante. Este problema pode ser resolvido aumentando a capacidade da caldeira ou adicionando um tanque de expansão adicional.

Em nosso site há um bloco de artigos dedicado ao cálculo do sistema de aquecimento, aconselhamos que você leia:

1. Cálculo térmico do sistema de aquecimento: como calcular corretamente a carga no sistema
2. Cálculo de aquecimento de água: fórmulas, regras, exemplos de implementação
3. Cálculo de engenharia térmica de um edifício: especificidades e fórmulas para realizar cálculos + exemplos práticos

Potência do gerador de calor

Um dos principais componentes do sistema de aquecimento é uma caldeira: elétrica, a gás, combinada - nesta fase, não importa. Como sua principal característica é importante para nós - potência, ou seja, a quantidade de energia por unidade de tempo que será gasta no aquecimento.

A potência da própria caldeira é determinada pela fórmula abaixo:

Wcaldeira = (Sroom*Wespecífico) / 10,

Onde:

• Sroom - a soma das áreas de todos os quartos que necessitam de aquecimento;
• Wespecífico - potência específica, levando em consideração as condições climáticas do local (por isso era necessário conhecer o clima da região).

Caracteristicamente, para diferentes zonas climáticas, temos os seguintes dados:

• regiões do norte - 1,5 - 2 kW / m2;
• zona central - 1 - 1,5 kW/m2;
• regiões do sul - 0,6 - 1 kW / m2.

Esses números são bastante condicionais, mas, no entanto, fornecem uma resposta numérica clara sobre a influência do ambiente no sistema de aquecimento de um apartamento.

Este mapa mostra zonas climáticas com diferentes regimes de temperatura. Depende da localização da habitação em relação à zona quanto você precisa gastar para aquecer um metro por quilowatt quadrado de energia (+)

A quantidade da área do apartamento que precisa ser aquecida é igual à área total do apartamento e é igual a, ou seja, 65,54-1,80-6,03 = 57,71 m2 (menos a varanda). A potência específica da caldeira para a região central com invernos frios é de 1,4 kW/m2. Assim, no nosso exemplo, a potência calculada da caldeira de aquecimento é equivalente a 8,08 kW.

Cálculo da potência térmica do sistema de aquecimento

A potência térmica do sistema de aquecimento é a quantidade de calor que precisa ser gerada na casa para uma vida confortável durante a estação fria.

Cálculo térmico da casa

Existe uma relação entre a área total de aquecimento e a potência da caldeira. Ao mesmo tempo, a potência da caldeira deve ser maior ou igual à potência de todos os dispositivos de aquecimento (radiadores). O cálculo padrão de engenharia de calor para instalações residenciais é o seguinte: 100 W de potência por 1 m² de área aquecida mais 15 - 20% da reserva.

O cálculo do número e da potência dos dispositivos de aquecimento (radiadores) deve ser realizado individualmente para cada ambiente.Cada radiador tem uma determinada saída de calor. Em radiadores seccionais, a potência total é a soma da potência de todas as seções utilizadas.

Em sistemas de aquecimento simples, os métodos acima para calcular a potência são suficientes. A exceção são os edifícios com arquitetura fora do padrão que possuem grandes áreas envidraçadas, tetos altos e outras fontes de perda adicional de calor. Nesse caso, será necessária uma análise e cálculo mais detalhados usando fatores multiplicadores.

Cálculo termotécnico tendo em conta as perdas de calor da casa

O cálculo da perda de calor em casa deve ser realizado para cada cômodo separadamente, levando em consideração janelas, portas e paredes externas.

Em mais detalhes, os seguintes dados são usados ​​para dados de perda de calor:

• Espessura e material das paredes, revestimentos.
• Estrutura e material do telhado.
• Tipo de fundação e material.
• Tipo de vitrificação.
• Tipo de piso.

Para determinar a potência mínima necessária do sistema de aquecimento, levando em consideração as perdas de calor, você pode usar a seguinte fórmula:

Qt (kWh) = V × ΔT × K ⁄ 860, onde:

Qt é a carga de calor na sala.

V é o volume da sala aquecida (largura × comprimento × altura), m³.

ΔT é a diferença entre a temperatura do ar externo e a temperatura interna necessária, °C.

K é o coeficiente de perda de calor do edifício.

860 - conversão do coeficiente para kWh.

O coeficiente de perda de calor do edifício K depende do tipo de construção e do isolamento da sala:

K	Tipo de construção
3 — 4	Uma casa sem isolamento térmico é uma estrutura simplificada ou uma estrutura feita de chapa de metal corrugado.
2 — 2,9	Casa com baixo isolamento térmico - estrutura predial simplificada, alvenaria simples, construção simplificada de janelas e telhados.
1 — 1,9	Isolamento Médio - Construção Padrão, Alvenaria Dupla, Poucas Janelas, Telhado Padrão.
0,6 — 0,9	Alto isolamento térmico - construção melhorada, paredes de tijolos com isolamento térmico, poucas janelas, piso isolado, torta de cobertura com isolamento térmico de alta qualidade.

A diferença entre a temperatura do ar externo e a temperatura interna necessária ΔT é determinada com base nas condições climáticas específicas e no nível de conforto exigido na casa. Por exemplo, se a temperatura externa for -20 °C e estiver previsto +20 °C no interior, então ΔT = 40 °C.

Como calcular a potência de uma caldeira de aquecimento a gás para a área da casa?

Para fazer isso, você terá que usar a fórmula:

Neste caso, Mk é entendido como a potência térmica desejada em quilowatts. Assim, S é a área de sua casa em metros quadrados e K é a potência específica da caldeira - a "dose" de energia gasta no aquecimento de 10 m2.

Cálculo da potência de uma caldeira a gás

Como calcular a área? Em primeiro lugar, de acordo com o plano da habitação. Este parâmetro é indicado nos documentos da casa. Não quer pesquisar documentos? Então você terá que multiplicar o comprimento e a largura de cada cômodo (incluindo a cozinha, garagem aquecida, banheiro, lavabo, corredores, etc.) somando todos os valores obtidos.

Onde posso obter o valor da potência específica da caldeira? Claro, na literatura de referência.

Se você não quiser “cavar” em diretórios, leve em consideração os seguintes valores desse coeficiente:

• Se em sua área a temperatura do inverno não cair abaixo de -15 graus Celsius, o fator de potência específico será de 0,9-1 kW/m2.
• Se no inverno você observar geadas de até -25 ° C, seu coeficiente será de 1,2 a 1,5 kW / m2.
• Se no inverno a temperatura cair para -35 ° C e inferior, nos cálculos de energia térmica você terá que operar com um valor de 1,5 a 2,0 kW / m2.

Como resultado, a potência de uma caldeira que aquece um edifício de 200 "quadrados", localizada na região de Moscou ou Leningrado, é de 30 kW (200 x 1,5 / 10).

Como calcular a potência da caldeira de aquecimento pelo volume da casa?

Nesse caso, teremos que contar com as perdas térmicas da estrutura, calculadas pela fórmula:

Por Q, neste caso, queremos dizer a perda de calor calculada. Por sua vez, V é o volume e ∆T é a diferença de temperatura entre o interior e o exterior do edifício. Sob k entende-se o coeficiente de dissipação térmica, que depende da inércia dos materiais de construção, folha de porta e caixilhos de janela.

Calculamos o volume da casa de campo

Como determinar o volume? Claro, de acordo com o plano de construção. Ou simplesmente multiplicando a área pela altura dos tetos. A diferença de temperatura é entendida como o "gap" entre o valor "sala" geralmente aceito - 22-24 ° C - e as leituras médias de um termômetro no inverno.

O coeficiente de dissipação térmica depende da resistência ao calor da estrutura.

Portanto, dependendo dos materiais de construção e tecnologias utilizadas, este coeficiente assume os seguintes valores:

• De 3,0 a 4,0 - para armazéns sem moldura ou armazéns com moldura sem isolamento de paredes e telhados.
• De 2,0 a 2,9 - para edifícios técnicos de concreto e tijolo, complementados com isolamento térmico mínimo.
• De 1,0 a 1,9 - para casas antigas construídas antes da era das tecnologias de economia de energia.
• De 0,5 a 0,9 - para casas modernas construídas de acordo com os padrões modernos de economia de energia.

Como resultado, a potência da caldeira que aquece um edifício moderno e econômico, com área de 200 metros quadrados e teto de 3 metros, localizado em uma zona climática com geadas de 25 graus, atinge 29,5 kW ( 200x3x (22 + 25) x0,9 / 860).

Como calcular a potência de uma caldeira com circuito de água quente?

Por que você precisa de 25% de headroom? Em primeiro lugar, para repor os custos de energia devido à "saída" de calor para o trocador de calor de água quente durante a operação de dois circuitos. Simplificando: para que você não congele depois de tomar banho.

Caldeira de combustível sólido Spark KOTV - 18V com circuito de água quente

Como resultado, uma caldeira de circuito duplo servindo os sistemas de aquecimento e água quente em uma casa de 200 "quadrados", localizada ao norte de Moscou, ao sul de São Petersburgo, deve gerar pelo menos 37,5 kW de energia térmica (30 x 125%).

Qual é a melhor maneira de calcular - por área ou por volume?

Neste caso, só podemos dar o seguinte conselho:

• Se você tiver um layout padrão com uma altura de teto de até 3 metros, conte por área.
• Se a altura do teto exceder a marca de 3 metros, ou se a área de construção for superior a 200 metros quadrados - conte por volume.

Quanto é o quilowatt "extra"?

Levando em conta a eficiência de 90% de uma caldeira comum, para a produção de 1 kW de energia térmica, é necessário consumir pelo menos 0,09 metros cúbicos de gás natural com poder calorífico de 35.000 kJ/m3. Ou cerca de 0,075 metros cúbicos de combustível com poder calorífico máximo de 43.000 kJ/m3.

Como resultado, durante o período de aquecimento, um erro nos cálculos por 1 kW custará ao proprietário 688-905 rublos.Portanto, tenha cuidado em seus cálculos, compre caldeiras com potência ajustável e não se esforce para "inchar" a capacidade de geração de calor do seu aquecedor.

Recomendamos também ver:

• Caldeiras a GLP
• Caldeiras de combustível sólido de circuito duplo para queima longa
• Aquecimento a vapor em uma casa particular
• Chaminé para caldeira de aquecimento de combustível sólido

Sobre os trabalhos preliminares.

Devido ao fato de que o cálculo hidráulico requer muito tempo e esforço, precisamos primeiro realizar alguns cálculos:

1. Determine o equilíbrio de salas e salas que são aquecidas.
2. Decida sobre o tipo de equipamento de aquecimento e trocador de calor. Organize-os de acordo com o plano geral do edifício.
3. Antes de prosseguir com o cálculo, é necessário selecionar as tubulações e decidir sobre a configuração do sistema de aquecimento como um todo.
4. É necessário fazer um desenho do sistema, preferencialmente um diagrama axonométrico. Nele, indique o comprimento das seções, os números e a magnitude da carga.
5. O anel de circulação também deve ser instalado com antecedência.

Importante! Se o cálculo diz respeito a uma casa de madeira, não haverá diferenças entre ela e tijolo, concreto, etc.

não vou.

Consumo de refrigerante

A vazão do refrigerante é calculada pela fórmula:

,
onde Q é a potência total do sistema de aquecimento, kW; retirado do cálculo da perda de calor do edifício

Cp é a capacidade calorífica específica da água, kJ/(kg*deg.C); para cálculos simplificados, tomamos igual a 4,19 kJ / (kg * deg. C)

ΔPt é a diferença de temperatura na entrada e na saída; geralmente levamos o fornecimento e retorno da caldeira

Calculadora de fluxo do transportador de calor (somente para água)
Q = kW; Δt = oC; m = l/s
Da mesma forma, você pode calcular a vazão do refrigerante em qualquer seção do tubo.As seções são selecionadas de modo que o tubo tenha a mesma velocidade da água. Assim, a partição em seções ocorre antes do tee, ou antes da redução. É necessário somar por potência todos os radiadores para os quais o refrigerante flui através de cada seção do tubo. Em seguida, substitua o valor na fórmula acima. Esses cálculos devem ser feitos para os tubos na frente de cada radiador.

Cálculo hidráulico do sistema de aquecimento - exemplo de cálculo

Como exemplo, considere um sistema de aquecimento por gravidade de dois tubos.

Dados iniciais para cálculo:

• carga térmica calculada do sistema - Qsp. = 133 kW;
• parâmetros do sistema - tg = 750С, tо = 600С;
• vazão do refrigerante (calculada) – Vco = 7,6 m3/h;
• o sistema de aquecimento é conectado às caldeiras através de um separador hidráulico do tipo horizontal;
• a automação de cada uma das caldeiras ao longo do ano mantém uma temperatura constante do refrigerante na saída - tg = 800C;
• um regulador automático de pressão diferencial é instalado na entrada de cada distribuidor;
• o sistema de aquecimento dos distribuidores é montado a partir de tubos de metal-plástico e o fornecimento de calor aos distribuidores é realizado por meio de tubos de aço (tubos de água e gás).

Os diâmetros das seções da tubulação foram selecionados usando um nomograma para uma determinada velocidade de refrigeração de 0,4-0,5 m/s.

Na seção 1 é instalada uma válvula DN 65. Sua resistência, segundo informações do fabricante, é de 800 Pa.

Na seção 1a, é instalado um filtro com diâmetro de 65 mm e vazão de 55 m3/h. A resistência deste elemento será:

0,1 x (G / kv) x 2 \u003d 0,1 x (7581/55) x 2 \u003d 1900 Pa.

A resistência da válvula de três vias dy = 40 mm e kv = 25 m3/h será de 9200 Pa.

Da mesma forma, é realizado o cálculo das partes restantes do sistema de fornecimento de calor dos distribuidores. Ao calcular o sistema de aquecimento, o anel de circulação principal é selecionado do distribuidor através do dispositivo de aquecimento mais carregado. O cálculo hidráulico é feito usando a 1ª direção.

Consumo de refrigerante

Consumo de refrigerante

Para mostrar como é realizado o cálculo hidráulico do aquecimento, tomemos, por exemplo, um esquema de aquecimento simples, que inclui uma caldeira de aquecimento e radiadores de aquecimento com consumo de calor em quilowatts. E existem 10 desses radiadores no sistema.

Aqui é importante dividir corretamente todo o esquema em seções e, ao mesmo tempo, aderir estritamente a uma regra - em cada seção, o diâmetro dos tubos não deve mudar. Portanto, a primeira seção é uma tubulação da caldeira para o primeiro aquecedor. A segunda seção é uma tubulação entre o primeiro e o segundo radiador

E assim por diante

A segunda seção é uma tubulação entre o primeiro e o segundo radiador. E assim por diante

Portanto, a primeira seção é uma tubulação da caldeira para o primeiro aquecedor. A segunda seção é uma tubulação entre o primeiro e o segundo radiador. E assim por diante.

Como ocorre a transferência de calor e como a temperatura do refrigerante diminui? Entrando no primeiro radiador, o refrigerante libera parte do calor, que é reduzido em 1 quilowatt. É na primeira seção que o cálculo hidráulico é feito abaixo de 10 quilowatts. Mas na segunda seção já está abaixo de 9. E assim por diante com uma diminuição.

Existe uma fórmula pela qual você pode calcular a taxa de fluxo do refrigerante:

G \u003d (3,6 x Qch) / (com x (tr-to))

Qch é a carga de calor calculada do site. Em nosso exemplo, para a primeira seção é 10 kW, para a segunda 9.

c é a capacidade calorífica específica da água, o indicador é constante e igual a 4,2 kJ/kg x C;

tr é a temperatura do refrigerante na entrada da seção;

to é a temperatura do refrigerante na saída do local.

…e durante toda a vida útil do sistema

Queremos que o sistema hidráulico funcione como deveria, ao longo de sua vida. Com TA SCOPE e TA Select, você pode verificar facilmente se o sistema está funcionando corretamente.

No fluxo TA SCOPE, são inseridas pressão diferencial, 2 temperaturas, temperatura diferencial e potência. Para analisar esses dados medidos, eles são carregados no TA Select.

Depois coleta de dados de linha de base, determinando as perdas de calor da casa e a potência dos radiadores, resta realizar um cálculo hidráulico do sistema de aquecimento. Corretamente executado, é uma garantia de funcionamento correto, silencioso, estável e confiável do sistema de aquecimento. Além disso, é uma forma de evitar investimentos de capital desnecessários e custos de energia.

Cálculo do volume de água e da capacidade do tanque de expansão

Para calcular o desempenho do tanque de expansão, obrigatório para qualquer sistema de aquecimento do tipo fechado, você precisará entender o fenômeno de aumentar o volume de líquido nele. Este indicador é estimado levando em consideração mudanças nas principais características de desempenho, incluindo flutuações em sua temperatura. Nesse caso, varia em uma faixa muito ampla - da temperatura ambiente +20 graus e até valores operacionais entre 50 e 80 graus.

Será possível calcular o volume do tanque de expansão sem problemas desnecessários, se você usar uma estimativa aproximada que foi comprovada na prática.Baseia-se na experiência de operação do equipamento, segundo a qual o volume do tanque de expansão é aproximadamente um décimo da quantidade total de refrigerante que circula 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 da caldeira. Para determinar o valor exato do indicador desejado, você precisará levar o passaporte do equipamento em uso e encontrar nele os itens relacionados à capacidade das baterias e ao tanque de trabalho da caldeira. Após sua determinação, não é difícil encontrar o excesso de refrigerante no sistema

Para fazer isso, a área da seção transversal dos tubos de polipropileno é calculada primeiro e, em seguida, o valor resultante é multiplicado pelo comprimento do duto. Depois de somar todos os ramos do sistema de aquecimento, os números retirados do passaporte para radiadores e caldeira são adicionados a eles. Um décimo do total é então deduzido

Após sua determinação, não é difícil encontrar o excesso de refrigerante no sistema. Para fazer isso, a área da seção transversal dos tubos de polipropileno é calculada primeiro e, em seguida, o valor resultante é multiplicado pelo comprimento do duto. Depois de somar todos os ramos do sistema de aquecimento, os números retirados do passaporte para radiadores e caldeira são adicionados a eles. Um décimo do total é então contado.

Ferramentas no Menu Principal Valtec

Valtec, como qualquer outro programa, possui um menu principal na parte superior.

Clicamos no botão "Arquivo" e no submenu que se abre vemos as ferramentas padrão conhecidas por qualquer usuário de computador de outros programas:

O programa "Calculadora", integrado ao Windows, é iniciado - para realizar cálculos:

Com a ajuda do "Converter" vamos converter uma unidade de medida para outra:

Há três colunas aqui:

Na extrema esquerda, selecionamos a quantidade física com a qual trabalhamos, por exemplo, pressão. Na coluna do meio - a unidade da qual você deseja converter (por exemplo, Pascals - Pa) e à direita - para a qual deseja converter (por exemplo, em atmosferas técnicas). Existem duas linhas no canto superior esquerdo da calculadora, vamos direcionar o valor obtido durante os cálculos para o superior, e a conversão para as unidades de medida necessárias será exibida imediatamente no inferior ... falar sobre tudo isso no devido tempo, quando se trata de prática.

Enquanto isso, continuamos nos familiarizando com o menu "Ferramentas". Gerador de formulários:

Isso é necessário para designers que realizam projetos sob encomenda. Se fizermos aquecimento apenas em nossa casa, não precisamos do Gerador de Formulários.

O próximo botão no menu principal do programa Valtec é "Estilos":

É para controlar a aparência da janela do programa - ela se ajusta ao software que está instalado no seu computador. Para mim, este é um gadget tão desnecessário, porque sou daqueles para quem o principal não é “damas”, mas chegar lá. E você decide por si mesmo.

Vamos dar uma olhada nas ferramentas sob este botão.

Em "Climatologia" selecionamos a área de construção:

A perda de calor na casa depende não apenas dos materiais das paredes e outras estruturas, mas também do clima da área onde o edifício está localizado. Consequentemente, os requisitos para o sistema de aquecimento dependem do clima.

Na coluna da esquerda encontramos a área em que moramos (república, região, região, cidade). Se nosso assentamento não estiver aqui, escolha o mais próximo.

"Materiais". Aqui estão os parâmetros de vários materiais de construção utilizados na construção de casas.É por isso que, ao coletar dados iniciais (veja materiais de design anteriores), listamos os materiais de paredes, pisos, tetos:

Ferramenta de furo. Aqui estão as informações sobre aberturas de portas e janelas:

"Tubos". Aqui são coletadas informações sobre os parâmetros de tubos usados ​​em sistemas de aquecimento: dimensões internas e externas, coeficientes de resistência, rugosidade das superfícies internas:

Precisaremos disso nos cálculos hidráulicos - para determinar a potência da bomba de circulação.

"Aquecedores". Na verdade, não há nada aqui, exceto as características desses refrigerantes que podem ser despejados no sistema de aquecimento da casa:

Essas características são capacidade de calor, densidade, viscosidade.

A água nem sempre é usada como refrigerante, acontece que anticongelantes são despejados no sistema, que são chamados de “não congelantes” nas pessoas comuns. Falaremos sobre a escolha do refrigerante em um artigo separado.

"Consumidores" para calcular o sistema de aquecimento não são necessários, porque esta ferramenta para calcular os sistemas de abastecimento de água:

"KMS" (coeficientes de resistência local):

Qualquer dispositivo de aquecimento (radiador, válvula, termostato, etc.) cria resistência ao movimento do refrigerante, e essas resistências devem ser levadas em consideração para selecionar corretamente a potência da bomba de circulação.

"Dispositivos de acordo com DIN". Isso, como "Consumidores", é mais sobre sistemas de abastecimento de água:

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Características, vantagens e desvantagens dos sistemas de circulação de refrigeração natural e forçada para sistemas de aquecimento:

Resumindo os cálculos do cálculo hidráulico, como resultado, recebemos características físicas específicas do futuro sistema de aquecimento.

Naturalmente, este é um esquema de cálculo simplificado que fornece dados aproximados sobre o cálculo hidráulico para o sistema de aquecimento de um apartamento típico de dois quartos.

Você está tentando realizar um cálculo hidráulico do sistema de aquecimento de forma independente? Ou talvez você não concorde com o material apresentado? Aguardamos seus comentários e perguntas - o bloco de comentários está localizado abaixo.