بيت / النباتات/ الحساب الهيدروليكي لنظام تسخين المياه. الحساب الهيدروليكي لنظام التدفئة لمنزل خاص

الحساب الهيدروليكي لنظام تسخين المياه. الحساب الهيدروليكي لنظام التدفئة لمنزل خاص

عند تصميم أنظمة تسخين المياه في المنزل، من المعتاد إجراء حساب هيدروليكي لنظام التدفئة. يعد ذلك ضروريًا لضمان أقصى قدر من كفاءة التشغيل مع الحد الأدنى من التكاليف المالية والأداء الصحيح لجميع المكونات.

الغرض من الحساب الهيدروليكي هو:

الاختيار الصحيح لقطر الأنبوب في أقسام خطوط الأنابيب التي تكون قيمتها ثابتة؛
تحديد الضغط الحالي في الخط؛
الاختيار الصحيح لجميع عقد النظام.

ستعتمد درجة الحرارة المريحة في المنزل والتأثير الاقتصادي ومتانة نظام التدفئة على مدى صحة إجراء الحساب الهيدروليكي.

المبادئ الأساسية للحساب الهيدروليكي

لإجراء جميع الحسابات اللازمة، نحتاج إلى البيانات الأولية:

نتائج توازن حرارة الغرفة؛
درجات حرارة سائل التبريد - الأولية والنهائية؛
رسم تخطيطي لنظام التدفئة معين؛
أنواع أجهزة التدفئة وطريقة توصيلها بالخط الرئيسي؛
الخصائص الهيدروليكية للمعدات المستخدمة (الصمامات والمبادلات الحرارية وغيرها)؛
حلقة التداول هي دائرة مغلقة. ويتكون من أقسام ذات أعلى معدل تدفق للسائل الحامل للحرارة من نقطة التسخين إلى أبعد نقطة (في نظام ثنائي الأنابيب) أو إلى الناهض (في نظام أحادي الأنبوب) وفي الاتجاه المعاكس ل مصدر الحرارة.

يتم اعتبار منطقة الحساب جزءًا من قطر خط الأنابيب بمعدل تدفق ثابت للسائل الحامل للحرارة - ويتم تحديده بناءً على التوازن الحراري للغرفة.

قبل البدء في الحسابات، نحدد الحمل الحراري لكل وحدة تسخين. سوف يتوافق مع الحمل الحراري المحدد للغرفة. إذا تم استخدام أكثر من وحدة تدفئة في الغرفة، فإننا نقوم بتوزيع الحمل الحراري فيما بينها جميعاً.

ثم نقوم بتعيين حلقة التداول الرئيسية - دائرة مغلقة من الأجزاء المتعاقبة. بالنسبة للأنبوب الرئيسي الرأسي أحادي الأنبوب، فإن عدد حلقات الدوران يتوافق مع عدد الناهضين. لأنبوبين أفقيين - عدد وحدات التسخين. الحلقة الرئيسية هي التي تمر عبر الناهض بأكبر حمل - للخط العمودي، وتمر عبر وحدة التسخين السفلية للفرع ذات الحمل الأعلى - للنظام الأفقي.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن قيمة القطر لخطوط الأنابيب وحجم الضغط الفعال في حلقة التدوير يعتمدان على سرعة السائل الحامل للحرارة. في هذه الحالة، الشرط الأساسي هو ضمان الحركة الصامتة لسائل التبريد.

ومن أجل تجنب حدوث فقاعات الهواء، يجب أن نفترض أن سرعة التبريد تزيد عن 0.25 م/ث. يجب أن تؤخذ في الاعتبار قوة المقاومة التي تنشأ في الدائرة أثناء حركة السوائل. بسبب هذه المقاومة، يجب ألا يزيد فقدان الضغط النوعي R عن 100-200 باسكال/م.

هناك قيم مسموح بها لسرعة الماء تضمن التشغيل الهادئ، وذلك يعتمد على المقاومة المحلية.

ويبين الجدول 1 مثالاً لسرعة الماء المسموح بها عند معاملات مقاومة محلية مختلفة.

الجدول 1

يمكن أن تؤدي السرعة المنخفضة جدًا إلى العواقب السلبية التالية:

زيادة استهلاك المواد لجميع أعمال التركيب؛
زيادة التكاليف المالية لتركيب وصيانة نظام التدفئة؛
زيادة حجم السائل الحامل للحرارة في الأنابيب؛
زيادة كبيرة في الجمود الحراري.

مثال على تحديد معدل تدفق السائل الحامل للحرارة

لتحديد قطر الأنابيب في أقسام معينة من خطوط الأنابيب، نحتاج إلى معرفة كمية تدفق سائل التبريد. نحدده بناءً على حجم تدفق الحرارة - كمية الحرارة المطلوبة للتعويض عن فقدان الحرارة.

بمعرفة حجم تدفق الحرارة Q في القسم 1-2، نحسب تدفق سائل التبريد G:

G = Q / s (t g - t x) l/h، حيث

t g و t x، على التوالي، درجات حرارة سائل التبريد الساخن والبارد (المبرد)؛

ج = 4.2 كيلو جول/(كجم درجة مئوية) هي السعة الحرارية النوعية للماء.

مثال على تحديد قطر الأنابيب في منطقة معينة

يعد الاختيار الصحيح لقطر الأنبوب ضروريًا لحل المشكلات التالية:

تحسين تكاليف التشغيل لتحييد المقاومة الهيدروليكية أثناء دوران السوائل في الدائرة؛
تحقيق التأثير الاقتصادي المطلوب أثناء تركيب وصيانة نظام التدفئة.

لضمان التأثير الاقتصادي، نختار أصغر قطر ممكن للأنبوب، لكنه لن يؤدي إلى ضوضاء هيدروليكية بشكل رئيسي إذا كانت سرعة المبرد 0.6-1.5 م/ث، اعتمادًا على المقاومة المحلية.

إذا أجرينا حسابًا هيدروليكيًا لنظام تسخين ثنائي الأنابيب، فإننا نفترض أن فرق درجة الحرارة في خطوط أنابيب الإمداد والتفريغ يساوي:

∆t co = 90 - 70 = 20 درجة مئوية

حيث 90 درجة مئوية هي درجة حرارة السائل في أنبوب الإمداد بالنظام الأفقي؛

70 درجة مئوية - درجة حرارة السائل في أنبوب المخرج.

بمعرفة حجم التدفق الحراري وحساب معدل تدفق سائل التبريد باستخدام الصيغة أعلاه، من الجدول 2 يمكننا اختيار القطر الداخلي للأنابيب المناسب لظروفنا.

الجدول 2

تحديد القطر الداخلي لأنابيب التدفئة

بعد تحديد القطر الداخلي، نختار نوع الأنبوب نفسه - يعتمد ذلك على ظروف التشغيل، وعلى المهام المعينة، وعلى متطلبات القوة والمتانة. بناءً على كل هذه المتطلبات الأساسية، نقوم باختيار نوع الأنبوب ذو القطر المحسوب الذي يلبي الشروط المحددة.

مثال على تحديد الضغط الفعال على جزء معين من الطريق السريع

إذا قمنا بإجراء حساب هيدروليكي لنظام تسخين المياه الجاذبية ثنائي الأنابيب، فسنحتاج أيضًا إلى معرفة الضغط الفعال على قسم معين من خط الأنابيب.

يتم حسابه بواسطة الصيغة:

p = gh (ρ o - ρ g) + ∆p add، Pa، أين

ρ o - كثافة الماء المبرد، كجم/م3؛

ρ ز - كثافة الماء الساخن، كجم/م3؛

ز - تسارع السقوط الحر، م/ث2؛

ح - المسافة العمودية من نقطة التسخين إلى نقطة التبريد (من منتصف ارتفاع الغلاية إلى منتصف جهاز التسخين)، م؛

∆p إضافي - ضغط إضافي ينشأ بسبب تبريد الماء في الشبكة الرئيسية.

نتعرف على قيم كثافة الماء لدرجات حرارة معينة، وكذلك مقدار الضغط الإضافي، من الكتاب المرجعي.

الحساب الهيدروليكي مهمة بالغة الأهمية. ليس فقط التأثير الاقتصادي لتدفئة المنزل، ولكن أيضًا كفاءة جميع المكونات وامتثال الخصائص التشغيلية لجميع المعايير والمتطلبات يعتمد على التنفيذ الصحيح لجميع الحسابات.

يوم جيد للجميع! سأصف اليوم كيفية إجراء الحساب الهيدروليكي لنظام التدفئة وما يدور حوله. لنبدأ بالسؤال الأخير.

ما هو الحساب الهيدروليكي ولماذا هو مطلوب؟

الحساب الهيدروليكي (المشار إليه فيما بعد بـ GR) هو خوارزمية رياضية، ونتيجة لذلك سنحصل على القطر المطلوب للأنابيب في نظام معين (أي القطر الداخلي). بالإضافة إلى ذلك، سيكون من الواضح ما الذي نحتاج إلى استخدامه - يتم تحديد ضغط وتدفق المضخة. كل هذا سيجعل من الممكن جعل نظام التدفئة مثاليًا اقتصاديًا. ويتم إنتاجه على أساس قوانين الهيدروليكا - وهو فرع خاص من الفيزياء مخصص للحركة والتوازن في السوائل.

نظرية الحساب الهيدروليكي لنظام التدفئة.

من الناحية النظرية، يعتمد التسخين GR على المعادلة التالية:

هذه المساواة صالحة لموقع معين. يتم فك هذه المعادلة على النحو التالي:

ΔP — فقدان الضغط الخطي.
R هو فقدان الضغط المحدد في الأنبوب.
ل هو طول الأنابيب.
ض - فقدان الضغط في المنافذ، .

ويتضح من الصيغة أن فقدان الضغط أكبر، كلما زاد طوله وزادت فروعه أو العناصر الأخرى التي تقلل من مروره أو تغير اتجاه تدفق السوائل. دعونا نكتشف ما يساويه R و z. للقيام بذلك، فكر في معادلة أخرى توضح فقدان الضغط الناتج عن الاحتكاك بجدران الأنابيب:

الاحتكاك ΔP = (/د)*(v²ρ/2)

هذه هي معادلة دارسي-وايسباخ. دعونا فك تشفيرها:

α هو معامل يعتمد على طبيعة حركة الأنابيب.
د هو القطر الداخلي للأنبوب.
ρ هي كثافة السائل.

وتنشأ من هذه المعادلة علاقة مهمة: كلما زاد القطر الداخلي للأنابيب، وانخفضت سرعة حركة السوائل، قل فقدان الضغط بسبب الاحتكاك. علاوة على ذلك، فإن الاعتماد على السرعة هو أمر تربيعي. يتم تحديد الخسائر في الانحناءات والمحملات وصمامات الإغلاق باستخدام صيغة أخرى:

تعزيز ΔP = ξ*(v²ρ/2)

ξ هو معامل المقاومة المحلية (المشار إليه فيما يلي باسم KMR).
v هي سرعة حركة السوائل.
ρ هي كثافة السائل.

توضح هذه المعادلة أيضًا أن انخفاض الضغط يزداد بزيادة سرعة السائل. ومن الجدير بالذكر أيضًا أنه في حالة التطبيق، ستلعب كثافته أيضًا دورًا مهمًا - فكلما زاد ارتفاعه، زادت ثقل مضخة الدوران. لذلك، عند التبديل إلى "المضادة للتجمد"، قد تضطر إلى استبدال مضخة الدورة الدموية.

ومن كل ما سبق نستنتج المساواة التالية:

ΔP = ΔP احتكاك + ΔP تقوية = (((lect/d) (v²ρ/2)) + (ξ(v²ρ/2)) = ((π/α) ل(v²ρ/2)) + (ξ*(v²ρ/2)) = R l + z;

من هنا نحصل على المساواة التالية لـ R و z:

R = (α/α)*(v²ρ/2) باسكال/م؛

ض = ξ*(v²ρ/2) باسكال؛

الآن دعونا نتعرف على كيفية حساب المقاومة الهيدروليكية باستخدام هذه الصيغ.

كيف يتم حساب المقاومة الهيدروليكية لنظام التدفئة عمليا؟

غالبًا ما يتعين على المهندسين حساب أنظمة التدفئة للمرافق الكبيرة. لديهم عدد كبير من أجهزة التدفئة ومئات الأمتار من الأنابيب، ولكن لا تزال بحاجة إلى الاعتماد. بعد كل شيء، بدون GR لن يكون من الممكن اختيار مضخة الدوران المناسبة. بالإضافة إلى ذلك، يتيح لك GR تحديد ما إذا كان كل هذا سيعمل حتى قبل التثبيت.

ولجعل الحياة أسهل للمصممين، تم تطوير طرق رقمية وبرمجية مختلفة لتحديد المقاومة الهيدروليكية. لنبدأ من اليدوي إلى التلقائي.

الصيغ التقريبية لحساب المقاومة الهيدروليكية.

لتحديد خسائر الاحتكاك المحددة في خط الأنابيب، يتم استخدام الصيغة التقريبية التالية:

ص = 5 10 4 ت 1.9 / د 1.32 باسكال / م ؛

هنا يتم الحفاظ على الاعتماد التربيعي تقريبًا على سرعة حركة السوائل في خط الأنابيب. هذه الصيغة صالحة لسرعات تتراوح من 0.1 إلى 1.25 م/ث.

إذا كنت تعرف معدل تدفق سائل التبريد، فهناك صيغة تقريبية لتحديد القطر الداخلي للأنابيب:

د = 0.75√ جرام مم؛

وبعد حصولك على النتيجة يجب عليك استخدام الجدول التالي للحصول على القطر الاسمي:

سيكون حساب المقاومة المحلية في التركيبات وصمامات الإغلاق وأجهزة التدفئة هو الأكثر كثافة في العمالة. لقد ذكرت سابقًا معاملات المقاومة المحلية ξ؛ ويتم اختيارها باستخدام الجداول المرجعية. إذا كان كل شيء واضحا مع الزوايا وصمامات الإغلاق، فإن اختيار KMS للمحملات يتحول إلى مغامرة كاملة. ولتوضيح ما أتحدث عنه، دعونا ننظر إلى الصورة التالية:

من الصورة يمكنك أن ترى أن لدينا ما يصل إلى 4 أنواع من المحملات، كل منها سيكون له نظام إدارة المحتوى الخاص به من المقاومة المحلية. ستكون الصعوبة هنا في الاختيار الصحيح لاتجاه تدفق سائل التبريد. بالنسبة لأولئك الذين يحتاجون إليها حقًا، سأقدم هنا جدولًا يحتوي على صيغ من كتاب O.D. سامارينا "الحسابات الهيدروليكية للأنظمة الهندسية":

يمكن نقل هذه الصيغ إلى MathCAD أو أي برنامج آخر وحساب CMR مع وجود خطأ يصل إلى 10%. تنطبق الصيغ على سرعات سائل التبريد من 0.1 إلى 1.25 م/ث وعلى الأنابيب التي يصل قطرها الاسمي إلى 50 مم. هذه الصيغ مناسبة تمامًا لتدفئة المنازل والمنازل الخاصة. الآن دعونا نلقي نظرة على بعض الحلول البرمجية.

برامج لحساب المقاومة الهيدروليكية في أنظمة التدفئة.

يمكنك الآن العثور على العديد من البرامج المختلفة لحساب التدفئة والمدفوعة والمجانية على الإنترنت. من الواضح أن البرامج المدفوعة تتمتع بوظائف أقوى من البرامج المجانية وتسمح لك بحل مجموعة واسعة من المشكلات. من المنطقي أن يحصل مهندسو التصميم المحترفون على مثل هذه البرامج. بالنسبة للشخص العادي الذي يريد حساب نظام التدفئة في منزله بشكل مستقل، ستكون البرامج المجانية كافية. فيما يلي قائمة بمنتجات البرامج الأكثر شيوعًا:

Valtec.PRG هو برنامج مجاني لحساب التدفئة وإمدادات المياه. من الممكن حساب الأرضيات الساخنة وحتى الجدران الساخنة
HERZ هي عائلة كاملة من البرامج. بمساعدتهم، يمكنك حساب كل من أنظمة التدفئة أحادية الأنبوب وأنبوبين. يحتوي البرنامج على عرض رسومي مناسب والقدرة على تقسيم المخططات الأرضية. من الممكن حساب خسائر الحرارة
Potok هو تطوير محلي، وهو نظام CAD شامل يمكنه تصميم شبكات المرافق بأي تعقيد. على عكس البرامج السابقة، يعد Stream برنامجًا مدفوعًا. لذلك، من غير المرجح أن يستخدمه الشخص العادي. الغرض منه هو للمحترفين.

هناك عدة حلول أخرى. بشكل رئيسي من الشركات المصنعة للأنابيب والتجهيزات. يقوم المصنعون بتخصيص برامج حسابية لموادهم، وبالتالي، إلى حد ما، يجبرون الناس على شراء موادهم. هذه حيلة تسويقية ولا حرج فيها.

ملخص المقال.

إن حساب المقاومة الهيدروليكية لنظام التدفئة ليس بالأمر الأسهل ويتطلب خبرة. الأخطاء هنا يمكن أن تكون مكلفة للغاية. قد لا تعمل بعض الفروع والناهضين. ببساطة لن يكون هناك تداول من خلالها. ولهذا السبب فمن الأفضل للأشخاص ذوي التعليم والخبرة في مثل هذا العمل أن يفعلوا ذلك. لا يقوم المثبتون أنفسهم بإجراء الحسابات أبدًا. إنهم يميلون إلى اتخاذ نفس القرارات في كل مكان والتي كانت مناسبة لهم من قبل. لكن ما نجح مع شخص آخر لن ينجح بالضرورة معك. ولهذا السبب أنصح بشدة بالاتصال بمهندس وعمل مشروع كامل. هذا كل شيء الآن، في انتظار أسئلتكم في التعليقات.

يعتمد توفير الحرارة في المنزل إلى حد كبير على الحساب الصحيح للمكونات الهيدروليكية وتركيبها الصحيح واستخدامها. يجب أن تكون جميع عناصر نظام التدفئة (الغلاية والأنابيب الموصلة للحرارة والمشعات التي تطلق الحرارة) مترابطة بحيث يتم الحفاظ على المعلمات الأصلية للنظام، بغض النظر عن الوقت من السنة بالخارج وما هي الأحمال.

ماذا يعني الحساب الهيدروليكي ولماذا هو مطلوب؟

إن إجراء حساب للتدفئة الهيدروليكية يعني تحديد معلمات أقسام معينة من الشبكة بشكل صحيح، مع مراعاة الضغط، بحيث يتم تنفيذ تدفق معين من سائل التبريد من خلالها.

هذا الحساب يجعل من الممكن تحديد:

فقدان الضغط في أقسام مختلفة من الشبكة؛
قدرة خطوط الأنابيب
الاستهلاك الأمثل للسوائل.
المؤشرات اللازمة لأداء الربط الهيدروليكي.

من خلال الجمع بين جميع البيانات التي تم الحصول عليها، يمكنك اختيار مضخات التدفئة.

الهدف الرئيسي للحسابات الهيدروليكية هو التأكد من أن التكاليف المحسوبة لمصدر الحرارة تتوافق مع التكاليف الفعلية.

يجب أن تكون كمية مصدر الحرارة الداخلة إلى المشعاعات بحيث يتم الحصول على توازن التدفئة داخل المبنى مع مراعاة درجة الحرارة الخارجية ودرجة الحرارة التي يحددها المستخدم لكل غرفة على حدة.

إذا كانت التدفئة مستقلة، يمكنك استخدام طرق الحساب التالية:

استخدام خصائص المقاومة والتوصيل؛
بتكاليف محددة؛
من خلال مقارنة الضغط الديناميكي؛
لأطوال مختلفة خفضت إلى مؤشر واحد.

يعد الحساب الهيدروليكي أحد أهم المراحل في تطوير أنظمة التدفئة باستخدام سائل التبريد.

قبل أن تبدأ، يجب عليك:

تحديد التوازن الحراري في الغرف المطلوبة؛
اختيار نوع أجهزة التدفئة ووضعها على رسومات البناء؛
حل الأسئلة المتعلقة بتكوين نظام التدفئة، وكذلك أنواع الأنابيب والتجهيزات المستخدمة؛
رسم مخطط تخطيطي لنظام التدفئة، بحيث تظهر أرقام وأحمال وأطوال المقاطع المطلوبة؛
تحديد حلقة الدوران الرئيسية التي يتحرك من خلالها سائل التبريد.

عادة، بالنسبة للمباني ذات عدد صغير من الطوابق، يتم استخدام نظام التدفئة ثنائي الأنابيب، وبالنسبة للمباني ذات عدد كبير من الطوابق، يتم استخدام نظام التدفئة أحادي الأنبوب.

الحساب الهيدروليكي الآلي لنظام التدفئة Excel

لتسهيل إجراء الحسابات الهيدروليكية، يمكنك استخدام برامج الكمبيوتر المختلفة التي تسمح لك بإجراء حسابات دقيقة. يعتبر برنامج Excel من أشهر البرامج.

بالمناسبة، إذا كنت لا تعرف أساسيات الهيدروليكية، فسيكون من الصعب عليك القيام بذلك، حتى في برامج الكمبيوتر. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن البعض منهم لا يفك رموز الصيغ ويحسب المقاومة في دوائر معقدة بشكل خاص.

الفروق الدقيقة في بعض البرامج:

يمكن لـ OvertopCO وDanfossCO حساب حسابات أنظمة الدورة الدموية الطبيعية؛
شركة هيرز. 3.5 – يعمل وفق طريقة حساب خسائر الضغط النوعية.
بوتوك - يتواءم بشكل جيد مع الحسابات القائمة على تغير فروق درجات الحرارة على طول الناهضين.

عند إدخال بيانات درجة الحرارة، من الضروري توضيح ما إذا كان الحساب يتم بالدرجة المئوية أو بالكلفن.

أما بالنسبة للعمل في برنامج Excel، فإن استخدام جداول البيانات أمر مريح للغاية. كل ما تحتاجه هو معرفة تسلسل الإجراءات وصيغ الحساب الدقيقة. أولا، حدد الخلية المطلوبة التي يتم إدخال البيانات فيها. يتم إجراء المزيد من الحسابات من خلال التطبيق التلقائي للصيغ.

الفرق بين مصادر الحرارة الساخنة والباردة لنظام ثنائي الأنابيب أو تدفق السوائل لنظام أنبوب واحد؛
سرعة حركة مصدر الحرارة وتدفقها.
كثافة السائل ومعايير المناطق المدروسة (أطوالها بالأمتار وعدد الأجهزة الموجودة هناك).

لحساب أحجام الأنابيب داخل كل قسم، من المناسب استخدام جداول Excel.

كيفية حساب المقاومة الهيدروليكية لنظام التدفئة

لتحديد المواد التي سيتم استخدامها للأنابيب، تحتاج إلى معرفة المقاومة الهيدروليكية في جميع مناطق نظام التدفئة ومقارنتها.

يمكن أن تحدث المقاومة في الأنبوب نفسه بسبب الانحناءات أو التقلصات أو التوسعات، وكذلك في الوصلات بين الصمامات الكروية أو المحملات أو الموازنات.

يُنظر عادةً إلى قسم التصميم على أنه أنبوب ذو معدل تدفق ثابت للسوائل يساوي التوازن الحراري المخطط للغرفة.

لحساب الخسائر يتم أخذ البيانات التالية مع الأخذ بعين الاعتبار مقاومة التسليح:

قطر وطول الأنبوب في المنطقة المطلوبة؛
معلمات صمامات التحكم من الشركة المصنعة؛
السرعة التي يتحرك بها سائل التبريد؛
خشونة خط الأنابيب وسمك جدرانه.
بيانات من الكتاب المرجعي: فقدان الاحتكاك ومعامله وكثافة السوائل.

إذا كنت بحاجة إلى حساب خسائر الاحتكاك المحددة بشكل مستقل، فأنت بحاجة إلى معرفة القطر الخارجي للأنبوب وسمك جداره والسرعة التي يتم بها إمداد السائل.

للعثور على المقاومة الهيدروليكية في منطقة واحدة، يمكنك استخدام صيغة دارسي-وايسباخ:

الهيدروليكية لنظام التدفئة واتصاله

يتم تنفيذ موازنة انخفاض الضغط في نظام التدفئة باستخدام صمامات الإغلاق والتحكم.

يتم حساب الاتصال الهيدروليكي على أساس:

معلمات الأنابيب للمقاومة الديناميكية؛
الخصائص التقنية للتعزيز.
إجمالي استهلاك مصدر الحرارة.
عدد المقاومات المتاحة في منطقة التصميم.

هنا عليك أن تضع في اعتبارك أن سعة التدفق وقطرات الضغط والمثبتات يتم تحديدها للصمامات بشكل منفصل. ومن هذه الخصائص يتم حساب معاملات تغلغل مصدر الحرارة في كل رافع ومن ثم إلى المشعات.

يمكن أن يؤدي عدم وجود اتصال هيدروليكي في نظام التدفئة إلى صعوبة تحقيق درجة الحرارة المطلوبة في بعض الغرف.

المقاومة الهيدروليكية في حلقة التدوير الرئيسية تساوي مجموع خسائر الأنظمة المحلية والدائرة الأولية والمبادل الحراري ومولد الحرارة.

الحساب الهيدروليكي لنظام التدفئة (فيديو)

من خلال إجراء الحسابات الهيدروليكية، يمكنك جعل نظام التدفئة أكثر مثالية من خلال تحديد معلماته بشكل صحيح بحيث لا يتجاوز استهلاك مصدر الحرارة المعايير المحددة في أي طقس وتحت أي أحمال.

الطريقة الأسرع والأسهل لإجراء حساب هيدروليكي لنظام التدفئة هي الآلة الحاسبة عبر الإنترنت. بدون تعليم متخصص للغاية، لا ينبغي عليك حتى محاولة إجراء العمليات الحسابية في جدول بيانات Excel. وبطبيعة الحال، ليس من المنطقي أيضًا شراء برنامج خاص مقابل الكثير من المال. النصيحة هي: إذا كنت ترغب في تجنب المشاكل، فاتصل على الفور بأخصائي جيد، وهو في الواقع ليس كثيرا، لذا كن حذرا.

ما هو الحساب الهيدروليكي

تتم الحسابات الهيدروليكية فقط لدوائر التدفئة الكبيرة.

مبدأ تشغيل نظام تسخين المياه هو أن سائل التبريد يدور عبر الأنابيب والمشعات. هذا هو السائل (الماء أو) الذي يتم تسخينه في المرجل ثم يتم تحريكه في جميع أنحاء الدائرة بواسطة مضخة دورانية أو بسبب قوة الجاذبية.

يواجه المبرد مقاومة هيدروليكية أثناء الدورة الدموية. بالإضافة إلى ذلك، يتوقف السائل قليلاً بسبب الاحتكاك بجدران الأنابيب. يتم إجراء الحساب الهيدروليكي لأنظمة التدفئة من أجل حساب القيمة المثلى لمقاومة الدائرة التي ستكون عندها سرعة سائل التبريد ضمن الحدود الطبيعية (2-3 م/ث للدائرة المغلقة). في نهاية الحسابات، سوف نعرف المعلمات الرئيسية التالية:

للكفاف.
قوة مضخة الدورة الدموية.
عدد الثورات المطلوب ضبطها على كل مشعاع.

بغض النظر عن مكان إجراء الحساب الهيدروليكي لنظام التدفئة، على آلة حاسبة عبر الإنترنت أو في Excel، من الصعب المبالغة في تقدير فوائدها. نظرًا لأننا نقتل عصفورين بحجر واحد: تعمل الدائرة مثل الساعة ولا يوجد تجاوز للتكلفة، لأننا سنعرف بالضبط المعلمات المثالية لعناصر النظام.

يجب إجراء الحسابات الهيدروليكية فقط لأنظمة التدفئة الكبيرة التي تقوم بتدفئة المنازل بمساحة 200 متر مربع أو أكثر. بالنسبة للخطوط الصغيرة، هذا ليس ضروريا.

يقوم المتخصصون بإجراء حسابات هيدروليكية لنظام التدفئة في جدول بيانات Excel. هذه عملية معقدة للغاية، والتي لا يمكن لجميع الأشخاص ذوي التعليم المتخصص، ناهيك عن الهواة، القيام بها. أنت بحاجة إلى فهم هندسة التدفئة والمكونات الهيدروليكية ومعرفة أساسيات التثبيت وغير ذلك الكثير. لا يمكن الحصول على هذه المعرفة إلا في مؤسسة التعليم العالي. توجد برامج متخصصة للحسابات الهيدروليكية لأنظمة التدفئة. ولكن مرة أخرى، يمكن للأشخاص الحاصلين على تعليم متخصص العمل معهم.

لماذا تحتاج إلى مخطط محوري؟

الرسم البياني المحوري هو رسم ثلاثي الأبعاد لنظام التدفئة. من غير الواقعي ببساطة إجراء حساب للتدفئة الهيدروليكية بدونه. يشير الرسم إلى:

توجيه الأنابيب
الأماكن التي يتم فيها تقليل أقطار الأنابيب؛
وضع المبادلات الحرارية وغيرها من المعدات؛
مواقع تركيب تجهيزات خطوط الأنابيب؛
حجم البطارية.

حجم البطاريات يحدد قوتها الحرارية، والتي ينبغي أن تكون كافية لتدفئة كل غرفة. لاختيار مشعات تحتاج إلى معرفة فقدان الحرارة. كلما كانت أكبر، هناك حاجة إلى مبادلات حرارية أكثر قوة. يتم إجراء قياس المحاور وفقًا للمقياس.

طرق الحساب الهيدروليكي

كما قلنا من قبل، يمكن إجراء الحسابات الهيدروليكية باستخدام الآلة الحاسبة عبر الإنترنت، أو باستخدام برنامج خاص، أو في جدول بيانات Excel. الخيار الأول مناسب حتى لأولئك الذين لا يفهمون شيئًا عن هندسة التدفئة والهيدروليكا. وبطبيعة الحال، لا يمكن لهذه الطريقة سوى الحصول على قيم تقريبية، والتي لا يمكن استخدامها في المشاريع الكبيرة والمعقدة.

مثال على الرسم البياني المحوري.

البرنامج مكلف للغاية ولا داعي لشرائه مرة واحدة، ولكن يمكنك إنشاء جدول في Excel دون استثمار. يمكنك إجراء الحساب باستخدام صيغ مختلفة:

الهيدروليكية النظرية.
سنيب 2.04.02-84.

لكن طريقة الحساب قد تختلف أيضًا: فقد الضغط المحدد أو خصائص المقاومة. لا يمكن استخدام هذا الأخير لأنظمة الجاذبية مع دوران سائل التبريد الطبيعي. عند تركيب دوائر تسخين صغيرة ذات أنبوبين مع دوران قسري، يكفي اتباع بعض القواعد البسيطة. الخطوط الرئيسية مصنوعة من أنابيب البولي بروبيلين بقطر خارجي 25 ملم. فروع المشعات مصنوعة من أنابيب 20 مم. لقد كتبنا عن كيفية اختيار المضخة.

مثال على الحساب الهيدروليكي في Excel

دعونا نلاحظ على الفور أنه سيتم وصف أبسط حساب هيدروليكي لنظام التدفئة أدناه. تم إجراء مثال حسابي باستخدام الصيغ الهيدروليكية النظرية لخط أنابيب مستقيم في مستوى أفقي يبلغ طوله 100 متر، ويتم استخدام أنبوب يبلغ قطره الخارجي 108 ملم وسمك جداره 4 ملم.

الحساب الهيدروليكي في Excel.

لإجراء الحسابات نحتاج إلى البيانات الأولية التالية:

استهلاك الماء؛
درجات حرارة العرض والعودة.
القطر الاسمي للأنبوب.
طول الكفاف
خشونة الأنابيب
معامل المقاومة الشاملة.

باستخدام مثال الحساب الهيدروليكي لنظام التدفئة، نحتاج إلى تحديد ثلاثة معايير رئيسية - وهي فقدان الضغط بسبب الاحتكاك (PDTr)، وفقدان الضغط عند المقاومة المحلية (PDMS)، وفقدان الضغط في خط الأنابيب (PDTP). يجب أن تكون جميع القيم بالباسكال (Pa). سيتم حساب الصيغ المعروضة أدناه بالكيلو جرام / سم . مربع لتحويل كجم/سم. kv بالباسكال مضروبة في 9.18 و 10 آلاف.

لحساب PDTr، نحتاج إلى ضرب خاصية المقاومة الهيدروليكية في دلتا درجة حرارة سائل التبريد. لحساب PDMS، تحتاج إلى ضرب متوسط كثافة الماء بـ PDTr، ومعامل الاحتكاك الهيدروليكي وبـ 1 ألف، ثم نقسم القيمة الناتجة على 2، ثم على 9.18 وعلى 10 آلاف عن طريق جمع PDTr وPDTp.

نتائج

لإجراء حساب هيدروليكي لنظام التدفئة، استخدم برنامجًا أو آلة حاسبة عبر الإنترنت أو جدول بيانات Excel. باستخدام مثال، أظهرنا أنه من المستحيل على أي شخص دون تعليم متخصص إجراء الحسابات الصحيحة. ولذلك فإن الخيار الأفضل هو طلب ذلك من أحد المتخصصين. إذا كان المنزل صغيرا، فلن تكون هناك حاجة للحسابات.

النوع المركزي يفسح المجال تدريجياً لنظام التدفئة المستقل. يقرر العديد من الأشخاص تدفئة أماكن عملهم بأنفسهم، ويريدون إنشاء مزيج مثالي من الكفاءة والدفء والراحة. هذا هو السبب في أن الحساب الهيدروليكي لنظام التدفئة له أهمية خاصة.

في المرحلة الأولية، ستكون هناك نفقات مالية. ومع ذلك، فإن أحدث معدات التدفئة لديها نهج مبتكر في عملية تنظيم إمدادات الحرارة مقارنة بالقديم، وبالتالي فإن الأموال المستثمرة تؤتي ثمارها بسرعة. ولكن لا يمكن ضمان هذا الانسجام إلا من خلال الأنظمة التي يتم إنشاؤها وفقًا لجميع القواعد. سيكونون قادرين على التغلب بشكل احترافي على المقاومة الهيدروليكية الناتجة.

لماذا يتم الحساب؟

يتم إجراء الحسابات في المقام الأول من أجل تحديد خصائص مضخة التدوير مثل الأداء والضغط، مما سيسمح لنظام التدفئة بالعمل بأكبر قدر من الكفاءة.

بالطبع، أي مضخة، حتى الأقل قوة، ستخلق نوعًا من الدورة الدموية في الدائرة، ولكن إلى أي مدى سيكون مثل هذا المخطط اقتصاديًا؟ غالبًا ما يحدث أن تعمل الغلاية بشكل صحيح وأن هناك ما يكفي من المشعات في المنزل، لكنها لا تسخن بسبب ضعف الدورة الدموية في النظام.

لكي تعمل دوائر التسخين بكامل طاقتها، من الضروري أن تتغلب المضخة على المقاومة الهيدروليكية لعناصر النظام لتدفق الماء في الأنابيب، وكذلك فقدان الضغط. لكن المضخة ذات الطاقة الأكبر من اللازم ستؤدي أيضًا إلى تأثيرات غير مرغوب فيها. بالإضافة إلى زيادة استهلاك الطاقة، فإن الضغط الزائد سيكون له تأثير سيء على متانة التوصيلات، كما أن زيادة سرعة حركة سائل التبريد ستؤدي إلى حدوث ضوضاء.

تعد المقاومة الهيدروليكية المحسوبة بشكل صحيح وصمامات التحكم عالية الجودة هي التركيبة الأكثر فعالية.

يتم ضمان الامتثال للشروط الأساسية من خلال العوامل التالية:

يجب أن يتم توفير أجهزة التدفئة بكميات كافية لتحقيق التوازن المثالي في الغرفة مع تقلبات درجات الحرارة في الهواء الخارجي وفي المنزل؛
تقليل تكاليف التشغيل للتغلب على المقاومة الهيدروليكية للنظام؛
تخفيض التكاليف الرأسمالية أثناء تركيب التدفئة.

ما الذي يؤخذ في الاعتبار في الحساب؟

قبل البدء في العمليات الحسابية، يجب عليك إجراء سلسلة من الرسوم البيانية

الإجراءات الثقافية (غالبًا ما يتم استخدام برنامج خاص لهذا الغرض). يتضمن الحساب الهيدروليكي تحديد التوازن الحراري للغرفة التي تحدث فيها عملية التسخين.

لحساب النظام، يتم أخذ أطول دائرة تسخين في الاعتبار، بما في ذلك أكبر عدد من الأجهزة والتجهيزات وصمامات التحكم والإغلاق وأكبر انخفاض في الضغط على الارتفاع. يتم تضمين الكميات التالية في الحساب:

مادة خط الأنابيب
الطول الإجمالي لجميع أقسام الأنابيب.
قطر خط الأنابيب
انحناءات خطوط الأنابيب
مقاومة التركيبات والتجهيزات وأجهزة التدفئة.
توافر الممرات الالتفافية
سيولة المبرد.

لمراعاة جميع هذه المعلمات، هناك برامج كمبيوتر متخصصة، على سبيل المثال - "NTP Pipeline"، "Oventrop CO"، HERZ S.O. الإصدار 3.5. أو العديد من نظائرها، مما يسهل على المتخصصين إجراء الحسابات.

إن إجراء الحسابات الصحيحة فيما يتعلق بالتغلب على المقاومة هو الأمر الأكثر كثافة في العمل، ولكن ليس الأقل

خطوة ضرورية عند تصميم أنظمة التدفئة من النوع المائي.

اختيار مشعات وأطوال أقسام خطوط الأنابيب

من الضروري تحديد نوع أجهزة التدفئة والإشارة إلى موقعها على مخطط الأرضية. بعد ذلك، يجب اتخاذ قرار بشأن التكوين النهائي لنظام التدفئة، ونوع خط الأنابيب (أنبوب واحد أو أنبوبين)، وصمامات الإغلاق والتنظيم (الصمامات، والمنظمات، والصمامات، وأجهزة استشعار الضغط والتدفق ودرجة الحرارة ).

ثم يشير الرسم التخطيطي المرسوم إلى عدد الأحمال الحرارية والطول الدقيق للأقسام التي يتم الحساب لها. وأخيرا، يتم تعريف "الحلقة المتداولة". إنها دائرة مغلقة تشمل جميع أقسام خطوط الأنابيب المتتالية التي يتوقع فيها زيادة تدفق سائل التبريد على مسافة من مصدر انبعاث الطاقة الحرارية إلى أبعد جهاز تسخين (مع نظام الدائرة المزدوجة) أو إلى فرع الأداة (مع نظام الأنبوب الواحد) والعودة إلى آلية التسخين.

الفروق الدقيقة

عند إجراء الحسابات الهيدروليكية باستخدام الكمبيوتر، فإن برنامج Excel ليس الوحيد، على الرغم من أنه الأبسط. لهذا النوع من الحسابات، تم تطوير برامج متخصصة يسهل التعامل معها كثيرًا.

عادةً ما يتم لعب دور خط أنابيب التصميم بواسطة قسم يحتوي على معدل تدفق ثابت لسائل التبريد وقطر ثابت. وهذا سيجعل من السهل الحصول على البيانات الصحيحة. يتم تحديده من خلال التوازن الحراري للغرفة.

يجب أن يعتمد ترقيم الأقسام على مصدر الحرارة. لتعيين نقاط عقدية على خط الأنابيب الذي يزود خط الأنابيب، يتم استخدام الحروف الأبجدية عند نقاط الفروع. على الطرق السريعة الجاهزة، في العقد المقابلة يتم الإشارة إليها بالسكتات الدماغية (مثال يوضح ذلك جيدًا).

تتم الإشارة إلى النقاط العقدية على فروع فروع الأداة بالأرقام العربية. يتوافق كل منها مع رقم الأرضية، إذا تم استخدام نظام من النوع الأفقي، أو رقم الفرع الصاعد مع الأجهزة، إذا كنا نتحدث عن نظام رأسي. يتضمن الرقم دائمًا رقمين – بداية القسم ونهايته. يتم تحديد طول أقسام خط الأنابيب وفقًا للخطة المرسومة على نطاق واسع. الدقة 0.1 م.

يوصى بحساب نظام تسخين أحادي الأنبوب لنفس فروق درجة حرارة الماء (الثابتة) أو المختلفة (المتغيرة) في الناهضات باستخدام طريقة خصائص المقاومة. وفي هذه الحالة يجب استخدام توزيع علوي يضمن حركة الماء إلى جهاز التسخين "من الأعلى إلى الأسفل".