La majoria dels edificis industrials i residencials moderns s’escalfen a l’hivern connectant-se al subministrament de calefacció urbana ja connectat a ells. Però sovint hi ha casos en què s’utilitzen fonts independents (autònomes) per escalfar espais habitables. Amb la seva instal·lació independent, no es pot prescindir d’un càlcul hidràulic preliminar de calefacció, realitzat per a tot el complex en conjunt.
Càlcul de la hidràulica dels conductes de calefacció
El càlcul hidràulic del sistema de calefacció generalment es redueix a la selecció dels diàmetres de les canonades col·locades en seccions separades de la xarxa. A l’hora de dur-lo a terme, s’han de tenir en compte els següents factors:
- el valor de la pressió i les seves diferències en la canonada a una velocitat determinada de circulació del refrigerant;
- la seva despesa estimada;
- dimensions típiques dels productes de canonada utilitzats.
A l’hora de calcular el primer d’aquests paràmetres, és important tenir en compte la capacitat de l’equip de bombament. Hauria de ser suficient per superar la resistència hidràulica dels circuits de calefacció. En aquest cas, la longitud total de les canonades de polipropilè té una importància decisiva, amb un augment en el qual augmenta la resistència hidràulica total dels sistemes en el seu conjunt. A partir dels resultats del càlcul, es determinen els indicadors necessaris per a la instal·lació posterior del sistema de calefacció i que compleixin els requisits de les normes vigents.
Càlcul dels paràmetres del refrigerant
El càlcul del refrigerant es redueix a la determinació dels indicadors següents:
- la velocitat de moviment de les masses d’aigua a través de la canonada amb els paràmetres especificats;
- la seva temperatura mitjana;
- consum de suports associat als requisits de rendiment dels equips de calefacció.
En determinar tots els paràmetres relacionats directament amb el refrigerant, s’ha de tenir en compte la resistència hidràulica de la canonada. També es té en compte la presència de vàlvules d’aturada, que constitueixen un greu obstacle per al lliure moviment del transportista. Aquest punt és especialment important per als sistemes de calefacció, que inclouen dispositius termostàtics i d’intercanvi de calor.
Les fórmules conegudes per calcular els paràmetres del refrigerant (tenint en compte la hidràulica) són bastant complicades i incòmodes en l’aplicació pràctica. Les calculadores en línia utilitzen un enfocament simplificat que us permet obtenir un resultat amb un marge d’error per a aquest mètode. No obstant això, abans de començar la instal·lació, és important preocupar-se per comprar una bomba amb indicadors no inferiors als calculats. Només en aquest cas hi ha confiança en què es compleixen els requisits del sistema segons aquest criteri i que és capaç d'escalfar l'habitació a temperatures confortables.
Càlcul de la resistència del sistema i selecció d’una bomba de circulació
En calcular la resistència hidràulica del sistema de calefacció, s’exclou l’opció de circulació natural del refrigerant al llarg dels seus circuits. Només es té en compte el cas d’escombrat forçat al llarg dels circuits tèrmics d’una xarxa ramificada de canonades de calefacció. Per tal que el sistema funcioni a l’eficiència especificada, es necessita una bomba de mostra que garanteixi per endavant el cabal requerit.Aquest valor sol representar-se com el volum de bombament del refrigerant per unitat de temps seleccionada.
Per determinar el valor total de la resistència causada per l’adhesió de les partícules d’aigua a les superfícies interiors de les canonades a les línies, s’utilitza la fórmula següent: R = 510 4 V 1,9 / d 1,32 (Pa / m). Icona V en aquesta relació correspon a la velocitat de flux. Quan es realitzen càlculs independents, sempre se suposa que aquesta fórmula només és vàlida per a velocitats que no superin els 1,25 metres / seg. Si l'usuari coneix el valor del cabal actual de FWH, es pot utilitzar una estimació aproximada que permeti determinar la secció transversal interna de les canonades de polipropilè.
Un cop finalitzats els càlculs bàsics, us recomanem que consulteu una taula especial, que indica les seccions transversals aproximades dels passos de canonada, en funció dels números obtinguts durant el càlcul. El procediment més difícil i que consumeix molt de temps és el procediment per determinar la resistència hidràulica a les seccions següents de la canonada existent:
- a les àrees de conjugació dels seus elements individuals;
- a les vàlvules que serveixen al sistema de calefacció;
- en vàlvules i dispositius de control.
Després de trobar tots els paràmetres necessaris relacionats amb les característiques de rendiment del refrigerant, es procedeix a la determinació de la resta d’indicadors del sistema.
Càlcul del volum d’aigua i de la capacitat del dipòsit d’expansió
Per calcular les característiques de rendiment d’un dipòsit d’expansió, que és obligatori per a qualsevol sistema de calefacció de tipus tancat, haureu de fer front al fenomen d’un augment del volum de líquid que hi ha. Aquest indicador s’avalua tenint en compte els canvis en les característiques bàsiques de rendiment, incloses les fluctuacions de la seva temperatura. En aquest cas, canvia en un rang molt ampli, des de la sala +20 graus fins a valors de funcionament entre 50 i 80 graus.
Podreu calcular el volum del dipòsit d’expansió sense problemes innecessaris si feu servir una estimació aproximada que s’ha demostrat a la pràctica. Es basa en l’experiència de funcionament amb equips, segons els quals el volum del dipòsit d’expansió és aproximadament una dècima part de la quantitat total de refrigerant que circula al sistema. En aquest cas, es tenen en compte tots els seus elements, inclosos els radiadors de calefacció (bateries), així com la jaqueta d’aigua de la caldera. Per determinar el valor exacte de l’indicador desitjat, haureu de prendre el passaport de l’equip que s’utilitza i trobar-hi els elements referents a la capacitat de les bateries i el dipòsit de treball de la caldera.
Després de determinar-los, no és difícil trobar un excés de refrigerant al sistema. Per a això, primer es calcula l'àrea de la secció transversal de les canonades de polipropilè i, a continuació, el valor resultant es multiplica per la longitud de la canonada. Després de fer el resum de totes les branques del sistema de calefacció, se'ls afegeixen els números dels radiadors i de la caldera extrets del passaport. Després es compta una desena part del total.
Si, per exemple, la capacitat resultant d’un sistema domèstic és d’uns 150 litres, la capacitat estimada del tanc d’expansió serà d’uns 15 litres.
Determinació de la pèrdua de pressió en canonades
La resistència a la pèrdua de pressió en el circuit pel qual circula el refrigerant es defineix com el seu valor total per a tots els components individuals. Aquests últims inclouen:
- pèrdua al circuit primari, denotada com ∆Plk;
- costos locals del transportador de calor (∆Plm);
- caiguda de pressió en zones especials anomenades "generadors de calor" sota la designació ∆Ptg;
- pèrdues a l'interior del sistema d'intercanvi de calor incorporat toPto.
Després de sumar aquests valors, s’obté l’indicador desitjat, que caracteritza la resistència hidràulica total del sistema ∆Pco.
A més d’aquest mètode generalitzat, hi ha altres mètodes per determinar la pèrdua de capçal en tubs de polipropilè. Un d’ells es basa en una comparació de dos indicadors lligats al principi i al final del gasoducte.En aquest cas, la pèrdua de pressió es pot calcular restant simplement els seus valors inicial i final, determinats per dos manòmetres.
Una altra opció per calcular l’indicador desitjat es basa en l’ús d’una fórmula més complexa que té en compte tots els factors que afecten les característiques del flux de calor. La proporció següent té en compte principalment la pèrdua de cap de fluid a causa de la gran longitud de la canonada.
- h - pèrdua de cap líquid, en el cas en estudi, mesurada en metres.
- λ - coeficient de resistència hidràulica (o fricció), determinat per altres mètodes de càlcul.
- L - la longitud total de la canonada reparada, que es mesura en metres corrents.
- D –Mida estàndard interna de la canonada, que determina el volum del flux de refrigerant.
- V És el cabal del fluid, mesurat en unitats estàndard (metre per segon).
- Símbol g L’acceleració de la gravetat és igual a 9,81 m / s2.
Les pèrdues causades per un alt coeficient de fregament hidràulic són de gran interès. Depèn de la rugositat de les superfícies interiors de les canonades. Les relacions utilitzades en aquest cas només són vàlides per a espais buits rodons estàndard. La fórmula final per trobar-les és la següent:
- V - la velocitat de moviment de les masses d’aigua, mesurada en metres / segon.
- D - diàmetre interior que defineix l'espai lliure per al moviment del refrigerant.
- El coeficient del denominador indica la viscositat cinemàtica del fluid.
Aquest darrer indicador fa referència a valors constants i es troba en taules especials publicades en grans quantitats a Internet.
Quan s’accelera el flux del refrigerant, també augmenta la resistència al seu moviment. Al mateix temps, també augmenten les pèrdues a la xarxa de calefacció, el creixement de les quals no és proporcional a l’impuls que va provocar aquest efecte (canvia segons la llei quadràtica). Per tant, la conclusió segueix: un alt flux de fluid a la canonada no és beneficiós tant des del punt de vista tècnic com econòmic.
