Cálculo hidráulico de un sistema de calentamiento de agua. Cálculo hidráulico del sistema de calefacción de una casa particular.

Al diseñar sistemas de calentamiento de agua en una casa, se acostumbra realizar un cálculo hidráulico del sistema de calefacción. Esto es necesario para garantizar la máxima eficiencia operativa con un mínimo de costes financieros y el correcto funcionamiento de todos los componentes.

La finalidad del cálculo hidráulico es:

• Elección correcta del diámetro de la tubería en aquellos tramos de tubería donde su valor es constante;
• Determinación de la presión actual en la línea;
• Selección correcta de todos los nodos del sistema.

De qué tan correctamente se realice el cálculo hidráulico dependerá el confort térmico en la casa, el efecto económico y la durabilidad del sistema de calefacción.

Principios básicos del cálculo hidráulico.

Para realizar todos los cálculos necesarios, necesitamos los datos iniciales:

• Resultados del balance de calor de la habitación;
• Temperaturas del refrigerante: inicial y final;
• Diagrama de un sistema de calefacción determinado;
• Tipos de dispositivos de calefacción y método para conectarlos a la línea principal;
• Características hidráulicas de los equipos utilizados (válvulas, intercambiadores de calor, etc.);
• El anillo de circulación es un circuito cerrado. Consta de tramos con el mayor caudal de fluido caloportador desde el punto de calentamiento hasta el punto más alejado (en sistema bitubular) o hasta el tubo ascendente (en sistema monotubo) y en sentido contrario al fuente de calor.

El área para el cálculo se considera parte del diámetro de la tubería con un caudal constante del líquido portador de calor; se determina en función del equilibrio térmico de la habitación.

Antes de comenzar los cálculos, determinamos la carga térmica de cada unidad de calefacción. Corresponderá a la carga térmica dada de la habitación. Si en una habitación se utiliza más de un aparato de calefacción, repartimos la carga de calor entre todos ellos.

Luego asignamos el anillo de circulación principal: un circuito cerrado de segmentos sucesivos. Para una tubería principal vertical de un solo tubo, el número de anillos de circulación corresponde al número de tuberías ascendentes. Para dos tubos horizontales: el número de unidades de calefacción. El anillo principal es el que pasa por la columna de mayor carga - para una línea vertical, y el que pasa por la unidad de calefacción inferior del ramal con mayor carga - para un sistema horizontal.

Hay que tener en cuenta que el valor del diámetro de las tuberías y la magnitud de la presión efectiva en el anillo de circulación dependen de la velocidad del fluido caloportador. En este caso, es imprescindible garantizar un movimiento silencioso del refrigerante.

Para evitar la aparición de burbujas de aire, debemos partir de una velocidad del refrigerante superior a 0,25 m/s. Se debe tener en cuenta la fuerza de resistencia que surge en el circuito durante el movimiento del fluido. Debido a esta resistencia, la pérdida de presión específica R no debe ser superior a 100-200 Pa/m.

Existen valores de velocidad del agua permitidos que garantizan un funcionamiento silencioso; depende de la resistividad local.

La Tabla 1 muestra un ejemplo de la velocidad permitida del agua con diferentes coeficientes de resistencia local.

tabla 1

Una velocidad demasiado baja puede provocar las siguientes consecuencias negativas:

1. Mayor consumo de material para todos los trabajos de instalación;
2. Mayores costos financieros para la instalación y mantenimiento del sistema de calefacción;
3. Aumentar el volumen de fluido caloportador en las tuberías;
4. Aumento significativo de la inercia térmica.

Un ejemplo de determinación del caudal de un líquido portador de calor.

Para determinar el diámetro de las tuberías en determinadas secciones de tubería, necesitamos saber la cantidad de flujo de refrigerante. Lo determinamos en función de la magnitud del flujo de calor: la cantidad de calor necesaria para compensar la pérdida de calor.

Conociendo la magnitud del flujo de calor Q en la sección 1-2, calculamos el flujo de refrigerante G:

G = Q / s (t g - t x) l/h, donde

t g y t x, respectivamente, las temperaturas del refrigerante caliente y frío (enfriado);

c = 4,2 kJ/(kg °C) es la capacidad calorífica específica del agua.

Un ejemplo de cómo determinar el diámetro de las tuberías en un área determinada.

La elección correcta del diámetro de la tubería es necesaria para resolver los siguientes problemas:

• optimización de los costos operativos para neutralizar la resistencia hidráulica durante la circulación de fluidos en el circuito;
• lograr el efecto económico requerido durante la instalación y mantenimiento del sistema de calefacción.

Para garantizar un efecto económico, elegimos el diámetro de tubería más pequeño posible, pero uno que no produzca ruido hidráulico en la tubería principal si la velocidad del refrigerante es de 0,6 a 1,5 m/s, dependiendo de la resistencia local.

Si realizamos un cálculo hidráulico de un sistema de calefacción de dos tubos, asumimos que la diferencia de temperatura en las tuberías de suministro y descarga es igual a:

∆t co = 90 - 70 = 20 °C

donde 90°C es la temperatura del líquido en la tubería de suministro del sistema horizontal;

70°C - temperatura del líquido en el tubo de salida.

Conociendo la magnitud del flujo de calor y calculando el caudal de refrigerante mediante la fórmula anterior, de la Tabla 2 podemos seleccionar el diámetro interno de las tuberías adecuado a nuestras condiciones.

Tabla 2

Determinación del diámetro interior de las tuberías de calefacción.

Después de determinar el diámetro interior, seleccionamos el tipo de tubería en sí; depende de las condiciones de operación, de las tareas asignadas y de los requisitos de resistencia y durabilidad. En base a todos estos requisitos previos, seleccionamos el tipo de tubería del diámetro calculado que satisfaga las condiciones dadas.

Un ejemplo de cómo determinar la presión efectiva en una sección determinada de una tubería.

Si realizamos un cálculo hidráulico de un sistema de calentamiento de agua por gravedad de dos tuberías, también necesitamos conocer la presión efectiva en un tramo determinado de la tubería.

Se calcula mediante la fórmula:

p = gh (ρ o - ρ g) + ∆p suma, Pa, donde

ρ o - densidad del agua enfriada, kg/m3;

ρ g - densidad del agua calentada, kg/m3;

g - aceleración de caída libre, m/s2;

h - distancia vertical desde el punto de calefacción al punto de refrigeración (desde el punto medio de la altura de la caldera hasta el punto medio del dispositivo de calefacción), m;

∆p adicional: presión adicional que surge debido al enfriamiento del agua en la tubería principal.

Descubrimos los valores de la densidad del agua para temperaturas determinadas, así como la cantidad de presión adicional, en el libro de referencia.

El cálculo hidráulico es una tarea sumamente importante. De la correcta ejecución de todos los cálculos depende no sólo el efecto económico de calentar una casa, sino también la eficiencia de todos los componentes y el cumplimiento de las características operativas con todos los estándares y requisitos.

¡Buen día a todos! Hoy describiré cómo hacer un cálculo hidráulico de un sistema de calefacción y de qué se trata. Comencemos con la última pregunta.

¿Qué es el cálculo hidráulico y por qué es necesario?

El cálculo hidráulico (en adelante GR) es un algoritmo matemático, como resultado del cual obtendremos el diámetro requerido de las tuberías en un sistema determinado (es decir, el diámetro interno). Además, quedará claro cuál debemos usar: se determinan la presión y el caudal de la bomba. Todo esto permitirá que el sistema de calefacción sea económicamente óptimo. Se elabora basándose en las leyes de la hidráulica, una rama especial de la física dedicada al movimiento y el equilibrio de los líquidos.

Teoría del cálculo hidráulico de un sistema de calefacción.

Teóricamente, el calentamiento de GR se basa en la siguiente ecuación:

Esta igualdad es válida para un sitio específico. Esta ecuación se descifra de la siguiente manera:

• ΔP: pérdida de presión lineal.
• R es la pérdida de presión específica en la tubería.
• l es la longitud de las tuberías.
• z—pérdida de presión en las salidas, .

De la fórmula se desprende claramente que la pérdida de presión es mayor cuanto más larga es y más ramas u otros elementos contiene que reducen el paso o cambian la dirección del flujo del fluido. Averigüemos a qué son iguales R y z. Para hacer esto, considere otra ecuación que muestra la pérdida de presión por fricción contra las paredes de la tubería:

ΔP fricción = (λ/d)*(v²ρ/2)

Esta es la ecuación de Darcy-Weisbach. Descifrémoslo:

• λ es un coeficiente que depende de la naturaleza del movimiento de la tubería.
• d es el diámetro interno de la tubería.
• ρ es la densidad del líquido.

De esta ecuación se establece una relación importante: cuanto mayor es el diámetro interno de las tuberías y menor es la velocidad de movimiento del fluido, menor es la pérdida de presión por fricción. Además, la dependencia de la velocidad es cuadrática. Las pérdidas en codos, tes y válvulas de cierre se determinan mediante otra fórmula:

Refuerzo ΔP = ξ*(v²ρ/2)

• ξ es el coeficiente de resistencia local (en adelante denominado KMR).
• v es la velocidad del movimiento del fluido.
• ρ es la densidad del líquido.

Esta ecuación también muestra que la caída de presión aumenta al aumentar la velocidad del fluido. Además, vale la pena decir que en el caso de la aplicación, su densidad también jugará un papel importante: cuanto más alta sea, más pesada será la bomba de circulación. Por lo tanto, al cambiar a "anticongelante", es posible que deba reemplazar la bomba de circulación.

De todo lo anterior se deriva la siguiente igualdad:

ΔP =ΔP fricción +ΔP refuerzo =((λ/d) (v²ρ/2)) + (ξ(v²ρ/2)) = ((λ/α) yo(v²ρ/2)) + (ξ*(v²ρ/2)) = R l + z;

De aquí obtenemos las siguientes igualdades para R y z:

R = (λ/α)*(v²ρ/2) Pa/m;

z = ξ*(v²ρ/2) Pa;

Ahora descubramos cómo calcular la resistencia hidráulica usando estas fórmulas.

¿Cómo se calcula en la práctica la resistencia hidráulica de un sistema de calefacción?

Los ingenieros a menudo tienen que calcular sistemas de calefacción para grandes instalaciones. Tienen una gran cantidad de dispositivos de calefacción y muchos cientos de metros de tuberías, pero aún así hay que contar. Después de todo, sin GR no será posible elegir la bomba de circulación adecuada. Además, el GR le permite determinar incluso antes de la instalación si todo esto funcionará.

Para facilitar la vida a los diseñadores, se han desarrollado varios métodos numéricos y de software para determinar la resistencia hidráulica. Empecemos de manual a automático.

Fórmulas aproximadas para el cálculo de la resistencia hidráulica.

Para determinar las pérdidas por fricción específicas en una tubería, se utiliza la siguiente fórmula aproximada:

R=5 10 4 v 1,9/día 1,32 Pa/m;

Aquí se conserva una dependencia casi cuadrática de la velocidad del movimiento del fluido en la tubería. Esta fórmula es válida para velocidades de 0,1-1,25 m/s.

Si conoce el consumo de refrigerante, existe una fórmula aproximada para determinar el diámetro interno de las tuberías:

d = 0,75√Gmm;

Una vez recibido el resultado, deberá utilizar la siguiente tabla para obtener el diámetro nominal:

El más laborioso será el cálculo de la resistencia local en accesorios, válvulas de cierre y dispositivos de calefacción. Anteriormente mencioné los coeficientes de resistencia local ξ, su selección se realiza utilizando tablas de referencia. Si todo está claro con las esquinas y las válvulas de cierre, entonces elegir KMS para los tees se convierte en toda una aventura. Para que quede claro de qué estoy hablando, veamos la siguiente imagen:

La imagen muestra que tenemos hasta 4 tipos de tees, cada uno de los cuales tendrá su propio CMS de resistencia local. La dificultad aquí será elegir la dirección correcta del flujo de refrigerante. Para aquellos que realmente lo necesiten, les daré aquí una tabla con fórmulas del libro de O.D. Samarin “Cálculos hidráulicos de sistemas de ingeniería”:

Estas fórmulas se pueden transferir a MathCAD o cualquier otro programa y calcular el CMR con un error de hasta el 10%. Las fórmulas son aplicables para velocidades de refrigerante de 0,1 a 1,25 m/s y para tuberías con un diámetro nominal de hasta 50 mm. Estas fórmulas son muy adecuadas para calentar cabañas y casas privadas. Ahora veamos algunas soluciones de software.

Programas para el cálculo de la resistencia hidráulica en sistemas de calefacción.

Ahora en Internet puede encontrar muchos programas diferentes para calcular la calefacción, de pago y gratuitos. Está claro que los programas pagos tienen una funcionalidad más poderosa que los gratuitos y le permiten resolver una gama más amplia de problemas. Tiene sentido que los ingenieros de diseño profesionales compren dichos programas. Para una persona promedio que quiera calcular de forma independiente el sistema de calefacción de su casa, los programas gratuitos serán suficientes. A continuación se muestra una lista de los productos de software más comunes:

• Valtec.PRG es un programa gratuito para calcular el suministro de calefacción y agua. Es posible calcular suelos con calefacción e incluso paredes con calefacción.
• HERZ es toda una familia de programas. Con su ayuda, puede calcular sistemas de calefacción tanto de un solo tubo como de dos tubos. El programa tiene una presentación gráfica conveniente y la capacidad de desglosarse en planos. Es posible calcular las pérdidas de calor.
• Potok es un desarrollo nacional, que es un sistema CAD integral que puede diseñar redes de servicios públicos de cualquier complejidad. A diferencia de los anteriores, Stream es un programa pago. Por lo tanto, es poco probable que una persona promedio lo utilice. Está destinado a profesionales.

Hay varias otras soluciones. Principalmente de fabricantes de tuberías y accesorios. Los fabricantes personalizan los programas de cálculo para sus materiales y, por lo tanto, hasta cierto punto, obligan a la gente a comprar sus materiales. Esta es una estrategia de marketing y no tiene nada de malo.

Resumen del artículo.

Calcular la resistencia hidráulica de un sistema de calefacción no es lo más fácil y requiere experiencia. Los errores aquí pueden resultar muy costosos. Es posible que algunas ramas y contrahuellas no funcionen. Simplemente no habrá circulación a través de ellos. Por esta razón, es mejor que lo hagan personas con educación y experiencia en este tipo de trabajos. Los propios instaladores casi nunca hacen los cálculos. Suelen tomar en todas partes las mismas decisiones que antes les funcionaban. Pero lo que funcionó para otra persona no necesariamente funcionará para usted. Por este motivo, recomiendo encarecidamente ponerse en contacto con un ingeniero y realizar un proyecto completo. Eso es todo por ahora, espero tus preguntas en los comentarios.

El ahorro de calor en una vivienda depende en gran medida del correcto cálculo de la hidráulica, de su correcta instalación y uso. Todos los elementos del sistema de calefacción (caldera, tuberías termoconductoras y radiadores que desprenden calor) deben estar interconectados para que se mantengan los parámetros originales del sistema, independientemente de la época del año que esté en el exterior y de las cargas.

¿Qué significa el cálculo hidráulico y por qué es necesario?

Realizar un cálculo de calefacción hidráulica significa seleccionar correctamente los parámetros de determinados tramos de la red, teniendo en cuenta la presión, para que por ellos circule un determinado flujo de refrigerante.

Este cálculo permite determinar:

• Pérdidas de presión en varios tramos de la red;
• Capacidad del oleoducto;
• Consumo óptimo de líquidos;
• Indicadores necesarios para realizar el enlace hidráulico.

Combinando todos los datos obtenidos, se pueden seleccionar bombas de calefacción.

El objetivo principal de los cálculos hidráulicos es garantizar que los costes calculados de la fuente de calor correspondan a los reales.

La cantidad de fuente de calor que llega a los radiadores debe ser tal que se obtenga un equilibrio térmico en el interior del edificio, teniendo en cuenta la temperatura exterior y la temperatura fijada por el usuario para cada estancia por separado.

Si la calefacción es autónoma, se pueden utilizar los siguientes métodos de cálculo:

• Utilizando características de resistencia y conductividad;
• Por costos específicos;
• Comparando la presión dinámica;
• Para diferentes longitudes reducido a un indicador.

El cálculo hidráulico es una de las etapas más importantes en el desarrollo de sistemas de calefacción con refrigerante líquido.

Antes de comenzar, debes:

• Determinar el balance de calor en las habitaciones requeridas;
• Seleccione el tipo de dispositivos de calefacción y colóquelos en los planos del edificio;
• Resolver dudas sobre la configuración del sistema de calefacción, así como los tipos de tuberías y accesorios utilizados;
• Dibuje un diagrama del sistema de calefacción, donde serán visibles los números, cargas y longitudes de las secciones requeridas;
• Determine el anillo de circulación principal a través del cual se mueve el refrigerante.

Normalmente, para edificios con una pequeña cantidad de pisos, se utiliza un sistema de calefacción de dos tubos, y para edificios con una gran cantidad de pisos, un sistema de calefacción de un solo tubo.

Cálculo hidráulico automatizado del sistema de calefacción Excel.

Para que sea más conveniente realizar cálculos hidráulicos, puede utilizar varios programas informáticos que le permitan realizar cálculos precisos. Excel es considerado uno de los programas más populares.

Por cierto, si no conoce los conceptos básicos de la hidráulica, le resultará difícil hacerlo, incluso en programas de computadora. Esto se debe al hecho de que algunos de ellos no tienen fórmulas de decodificación ni cálculos de resistencia en circuitos particularmente complejos.

Matices de algunos programas:

• OvertopCO y DanfossCO pueden realizar cálculos para sistemas de circulación natural;
• HERZ C.O. 3.5 – funciona según el método de cálculo de pérdidas de presión específicas;
• Potok: se adapta bien a los cálculos basados ​​en las diferencias cambiantes de temperatura a lo largo de las contrahuellas.

Al ingresar datos de temperatura, es necesario aclarar si el cálculo se realiza en grados Celsius o Kelvin.

En cuanto a trabajar en Excel, utilizar hojas de cálculo es muy conveniente. Solo necesitas conocer la secuencia de acciones y las fórmulas de cálculo exactas. Primero, seleccione la celda deseada en la que se ingresan los datos. Otros cálculos se realizan mediante la aplicación automática de fórmulas.

• La diferencia entre fuentes de calor frías y calientes para un sistema de dos tuberías o flujo de fluido para un sistema de una sola tubería;
• La velocidad de movimiento de la fuente de calor y su flujo;
• Densidad del líquido y parámetros de las áreas estudiadas (su longitud en metros y el número de instrumentos ubicados allí).

Para calcular los tamaños de tuberías dentro de cada sección, es conveniente utilizar tablas de Excel.

Cómo calcular la resistencia hidráulica de un sistema de calefacción.

Para decidir qué material utilizar para las tuberías, es necesario conocer la resistencia hidráulica en todas las áreas del sistema de calefacción y compararla.

La resistencia puede ocurrir en la propia tubería debido a curvaturas, contracciones o expansiones, así como en las conexiones entre válvulas de bola, tes o equilibradores.

Por lo general, se considera que la sección de diseño es una tubería con un caudal de fluido constante igual al equilibrio térmico planificado de la habitación.

Para el cálculo de las pérdidas se toman los siguientes datos, teniendo en cuenta la resistencia de la armadura:

• Diámetro y longitud de la tubería en la zona deseada;
• Parámetros de válvulas de control del fabricante;
• La velocidad a la que se mueve el refrigerante;
• Rugosidad de la tubería y espesor de sus paredes;
• Datos del libro de referencia: pérdida por fricción y su coeficiente, densidad del fluido.

Si necesita calcular de forma independiente las pérdidas por fricción específicas, necesita conocer el diámetro exterior de la tubería, el grosor de su pared y la velocidad a la que se suministra el líquido.

Para encontrar la resistencia hidráulica en un área, puedes usar la fórmula de Darcy-Weisbach:

Hidráulica del sistema de calefacción y su conexión.

El equilibrio de las caídas de presión en el sistema de calefacción se realiza mediante válvulas de cierre y control.

El varillaje hidráulico se calcula en base a:

• Parámetros de tubería para resistencia dinámica;
• Propiedades técnicas del refuerzo;
• Consumo total de la fuente de calor;
• El número de resistencias disponibles en el área de diseño.

Aquí hay que tener en cuenta que el caudal, las caídas de presión y las fijaciones se determinan para las válvulas por separado. Es a partir de estas características que se calculan los coeficientes de penetración de la fuente de calor en cada tubo ascendente y luego en los radiadores.

La falta de conexión hidráulica en el sistema de calefacción puede provocar que en algunas estancias sea muy difícil alcanzar la temperatura deseada.

La resistencia hidráulica en el anillo de circulación principal es igual a la suma de las pérdidas de los sistemas locales, el circuito primario, el intercambiador de calor y el generador de calor.

Cálculo hidráulico del sistema de calefacción (video)

Al realizar cálculos hidráulicos, perfecciona el sistema de calefacción seleccionando correctamente sus parámetros para que en cualquier clima, bajo cualquier carga, el consumo de la fuente de calor no exceda los estándares especificados.

La forma más rápida y sencilla de realizar un cálculo hidráulico de un sistema de calefacción es una calculadora online. Sin una educación altamente especializada, ni siquiera deberías intentar realizar cálculos en una hoja de cálculo de Excel. Naturalmente, tampoco tiene sentido comprar un programa especial por mucho dinero. El consejo es este: si quieres evitar problemas, contacta inmediatamente con un buen especialista, de los cuales en realidad no hay tantos, así que ten cuidado.

¿Qué es el cálculo hidráulico?

Los cálculos hidráulicos se realizan únicamente para grandes circuitos de calefacción.

El principio de funcionamiento de un sistema de calentamiento de agua es que el refrigerante circula a través de tuberías y radiadores. Se trata de un líquido (agua o) que se calienta en una caldera y luego se impulsa por todo el circuito mediante una bomba de circulación o por la fuerza de la gravedad.

El refrigerante encuentra resistencia hidráulica durante la circulación. Además, el líquido se detiene un poco por el rozamiento con las paredes de las tuberías. El cálculo hidráulico de los sistemas de calefacción se realiza para calcular el valor óptimo de la resistencia del circuito al cual la velocidad del refrigerante estará dentro de los límites normales (2-3 m/s para un circuito sellado). Al finalizar los cálculos, conoceremos los siguientes parámetros clave:

• para contorno;
• potencia de la bomba de circulación;
• Número de revoluciones a ajustar en cada radiador.

Independientemente de dónde se realizó el cálculo hidráulico del sistema de calefacción, en una calculadora en línea o en Excel, sus beneficios son difíciles de sobreestimar. Ya que matamos dos pájaros de un tiro: el circuito funciona como un reloj y no hay sobrecoste, porque sabremos exactamente los parámetros óptimos de los elementos del sistema.

Los cálculos hidráulicos deben realizarse solo para grandes sistemas de calefacción que calientan casas con un área de 200 metros cuadrados o más. Para contornos pequeños esto no es necesario.

Los especialistas realizan cálculos hidráulicos del sistema de calefacción en una hoja de cálculo de Excel. Este es un proceso muy complejo que no todas las personas con formación especializada, por no hablar de los aficionados, pueden realizar. Es necesario comprender la técnica de calefacción, hidráulica, conocer los conceptos básicos de instalación y mucho más. Este conocimiento solo se puede obtener en una institución de educación superior. Existen programas especializados para cálculos hidráulicos de sistemas de calefacción. Pero repito, solo personas con educación especializada pueden trabajar con ellos.

¿Por qué necesitas un diagrama axonométrico?

Un diagrama axonométrico es un dibujo tridimensional de un sistema de calefacción. Sin él, simplemente no es realista hacer un cálculo de calefacción hidráulica. El dibujo indica:

• enrutamiento de tuberías;
• lugares donde se reducen los diámetros de las tuberías;
• colocación de intercambiadores de calor y otros equipos;
• lugares de instalación de accesorios de tuberías;
• Volumen de la batería.

El tamaño de las baterías determina su potencia térmica, que debería ser suficiente para calentar cada habitación. Para seleccionar radiadores es necesario conocer la pérdida de calor. Cuanto más grandes sean, más potentes serán los intercambiadores de calor. La axonometría se realiza de acuerdo con la escala.

Métodos de cálculo hidráulico.

Como ya hemos dicho, los cálculos hidráulicos se pueden realizar mediante una calculadora online, mediante un programa especial o en una hoja de cálculo de Excel. La primera opción es adecuada incluso para aquellos que no entienden nada de ingeniería de calefacción e hidráulica. Naturalmente, este método sólo puede obtener valores aproximados, que no se pueden utilizar en proyectos grandes y complejos.

Un ejemplo de diagrama axonométrico.

El software es muy caro y no tiene sentido comprarlo de una vez, pero puedes hacer una tabla en Excel sin inversión. Puedes realizar el cálculo utilizando diferentes fórmulas:

• hidráulica teórica;
• Recorte 2.04.02-84.

Pero el método de cálculo también puede diferir: pérdida de presión específica o características de resistencia. Este último no se puede utilizar en sistemas por gravedad con circulación natural del refrigerante. Al instalar pequeños circuitos de calefacción de dos tubos con circulación forzada, basta con seguir algunas reglas simples. Las líneas principales están fabricadas con tubos de polipropileno con un diámetro exterior de 25 mm. Los ramales a los radiadores están fabricados con tubos de 20 mm. Escribimos sobre cómo elegir una bomba.

Ejemplo de cálculo hidráulico en Excel

Observemos de inmediato que a continuación se describirá el cálculo hidráulico más simple de un sistema de calefacción. Se realizó un ejemplo de cálculo utilizando fórmulas hidráulicas teóricas para una tubería recta en un plano horizontal de 100 m de largo. Se utiliza una tubería con un diámetro exterior de 108 mm y un espesor de pared de 4 mm.

Cálculo hidráulico en Excel.

Para los cálculos necesitamos los siguientes datos iniciales:

• consumo de agua;
• temperaturas de suministro y retorno;
• diámetro nominal de la tubería;
• longitud del contorno;
• rugosidad de la tubería;
• coeficiente de resistencia global.

Utilizando el ejemplo del cálculo hidráulico de un sistema de calefacción, debemos determinar tres criterios principales: la pérdida de presión por fricción (PDTr), la pérdida de presión en la resistencia local (PDMS) y la pérdida de presión en la tubería (PDTP). Todos los valores deben estar en Pascales (Pa). Las fórmulas que se presentan a continuación se calcularán en kg/cm. metros cuadrados. Para convertir kg/cm. kv en pascales multiplicado por 9,18 y 10 mil.

Para calcular PDTr, necesitamos multiplicar la característica de resistencia hidráulica por el delta de temperatura del refrigerante. Para calcular PDMS es necesario multiplicar la densidad media del agua por PDTr, el coeficiente de fricción hidráulica y por 1.000, luego dividimos el valor resultante por 2, luego por 9,18 y por 10.000. Se calculan las pérdidas de presión en la tubería. sumando PDTr y PDTp.

Resultados

Para realizar un cálculo hidráulico de un sistema de calefacción, utilice un programa, calculadora en línea o una hoja de cálculo de Excel. Con un ejemplo, demostramos que es imposible para una persona sin educación especializada realizar cálculos correctos. Por tanto, la mejor opción es encargarlo a un especialista. Si la casa es pequeña, entonces no se necesitan cálculos.

El tipo centralizado está dando paso gradualmente a un sistema de calefacción autónomo. Muchas personas deciden calentar sus locales por su cuenta, queriendo crear la combinación ideal de eficiencia, calidez y confort. Por eso es de especial relevancia el cálculo hidráulico del sistema de calefacción.

En la etapa inicial, habrá gastos financieros. Sin embargo, los equipos de calefacción más nuevos tienen un enfoque innovador en el proceso de regulación del suministro de calor en comparación con los antiguos, por lo que el dinero invertido se amortiza rápidamente. Pero esa armonía sólo puede garantizarse mediante sistemas creados según todas las reglas. Podrán superar profesionalmente la resistencia hidráulica resultante.

¿Por qué se hace el cálculo?

Los cálculos se realizan principalmente para determinar características de la bomba de circulación como el rendimiento y la presión, que permitirán que el sistema de calefacción funcione con la mayor eficiencia.

Por supuesto, cualquier bomba, incluso la de menor potencia, creará algún tipo de circulación en el circuito, pero ¿qué tan económico será tal esquema? A menudo sucede que la caldera funciona correctamente y hay suficientes radiadores en la casa, pero no calientan debido a una mala circulación en el sistema.

Para que los circuitos de calefacción funcionen a plena capacidad, es necesario que la bomba supere la resistencia hidráulica de los elementos del sistema al flujo de agua en las tuberías, así como las pérdidas de presión. Pero una bomba con más potencia de la necesaria también provocará efectos indeseables. Además del mayor consumo de energía, el exceso de presión afectará negativamente la durabilidad de las conexiones y un aumento en la velocidad del movimiento del refrigerante provocará ruido.

La resistencia hidráulica correctamente calculada y las válvulas de control de alta calidad son la combinación más eficaz.

El cumplimiento de las condiciones clave está garantizado por los siguientes factores:

• el suministro de dispositivos de calefacción debe realizarse en cantidades suficientes para lograr un equilibrio ideal en la habitación con las fluctuaciones de temperatura del aire exterior y interior;
• minimizar los costos operativos para superar la resistencia hidráulica del sistema;
• Reducción de los costes de capital durante la instalación de calefacción.

¿Qué se tiene en cuenta en el cálculo?

Antes de comenzar los cálculos, debe realizar una serie de análisis gráficos.

acciones culturales (a menudo se utiliza un programa especial para esto). El cálculo hidráulico implica determinar el equilibrio térmico de la habitación en la que se produce el proceso de calefacción.

Para calcular el sistema se considera el circuito de calefacción más largo, incluido el mayor número de dispositivos, accesorios, válvulas de control y cierre y la mayor caída de presión en altura. En el cálculo intervienen las siguientes cantidades:

• material de tubería;
• la longitud total de todas las secciones de tubería;
• diámetro de la tubería;
• curvas de tuberías;
• resistencia de accesorios, herrajes y dispositivos de calefacción;
• disponibilidad de circunvalaciones;
• fluidez del refrigerante.

Para tener en cuenta todos estos parámetros, existen programas informáticos especializados, por ejemplo: “NTP Pipeline”, “Oventrop CO”, HERZ S.O. versión 3.5. o muchos de sus análogos, lo que facilita a los especialistas realizar cálculos.

Hacer los cálculos correctos en términos de superación de resistencias es lo que más tiempo lleva, pero no lo menos.

un paso necesario al diseñar sistemas de calefacción de tipo agua.

Selección de radiadores y longitudes de tramos de tubería.

Es necesario decidir el tipo de dispositivos de calefacción e indicar su ubicación en el plano. A continuación, se debe tomar una decisión sobre la configuración final del sistema de calefacción, el tipo de tubería (monotubo o bitubo), válvulas de cierre y regulación (válvulas, reguladores, válvulas, sensores de presión, flujo y temperatura). ).

Luego, en el diagrama dibujado se indica el número de cargas térmicas y la longitud exacta de las secciones para las que se realiza el cálculo. Finalmente, se define un “anillo circulante”. Es un circuito cerrado que incluye todas las secciones consecutivas de la tubería en las que se espera un mayor flujo de refrigerante a una distancia desde la fuente que emite energía térmica hasta el dispositivo de calefacción más alejado (con un sistema de doble circuito) o hasta la rama del instrumento (con un sistema monotubo) y de regreso al mecanismo de calentamiento.

Matices

A la hora de realizar cálculos hidráulicos mediante ordenador, excel no es el único, aunque sí el más sencillo. Para este tipo de cálculos se han desarrollado programas especializados con los que es mucho más sencillo trabajar.

El papel de una tubería de diseño generalmente lo desempeña una sección que tiene un caudal de refrigerante constante y un diámetro constante. Esto facilitará la obtención de los datos correctos. Está determinado por el equilibrio térmico de la habitación.

La numeración de las secciones debe basarse en la fuente de calor. Para designar puntos nodales en la tubería que abastece la tubería, se utilizan letras del alfabeto en los puntos de bifurcación. En las carreteras prefabricadas, en los nodos correspondientes se indican con trazos (un ejemplo lo ilustra bien).

Los puntos nodales de las ramas de los instrumentos se indican con números arábigos. Cada uno corresponde al número de piso, si se utiliza un sistema de tipo horizontal, o al número de ramal con dispositivos, si hablamos de un sistema vertical. El número siempre incluye dos dígitos: el principio y el final de la sección. La longitud de los tramos de tubería se determina según el plano elaborado a escala. La precisión es de 0,1 m.

Se recomienda calcular un sistema de calefacción de una sola tubería para las mismas (constantes) o diferentes (variables) diferencias de temperatura del agua en los tubos ascendentes utilizando el método de características de resistencia. En este caso, se debe utilizar una distribución superior, que asegure el movimiento del agua hacia el dispositivo de calefacción "de arriba a abajo".