Гидравлический расчет отопления онлайн: Калькулятор для гидравлического расчета трубопровода системы отопления онлайн

Содержание

Гидравлический расчет системы отопления частного дома онлайн: примеры и формулы


Проживание в большинстве регионов страны вынуждает заботиться о качественном, надежном и эффективном отоплении собственного жилья. Традиционно для многоквартирных домов применяется централизованное отопление, однако, в последнее время популярными стали автономные системы, которые предусматривают монтаж всех элементов замкнутого контура от котла до радиаторов в пределах одной квартиры.


Частные дома не имеют подвода централизованного топления, поэтому в них установка независимой отопительной системы является неотъемлемым атрибутом жилья. И для автономных систем в квартирах, и для частного сектора требуется грамотный гидравлический расчет системы отопления. Такой подход обеспечит разумный баланс в использовании материалов и получении необходимого результата в виде достаточной температуры в помещении.


Чтобы правильно провести гидравлический расчёт системы отопления, понадобится разобраться в основных терминах. Это обеспечит понимание происходящих внутри системы процессов. Например, повышение скорости теплоносителя способно привести к параллельному увеличению в трубопроводе гидросопротивления.


Когда повышается расход теплоносителя, учитывая трубопровод установленного диаметра, повысится скорость прохождения теплоносителя, а возрастет гидросопротивление. С увеличением трубопровода скорость движения в нем воды понижается, равно как и давление в результате трения.


Принцип работы системы с естественной циркуляцией


В большинстве традиционных отопительных систем, для которых принято проводить гидравлический расчет отопления, присутствуют следующие обязательные элементы:


  • источник тепловой энергии;


  • магистральный трубопровод;


  • гидравлическая арматура, как запорная, так и регулировочная;


  • отопительные приборы в виде радиаторов.


Каждый из элементов имеет свои гидравлические характеристики, которые принимаются в виде входных данных для гидравлического расчета системы отопления через онлайн калькулятор.


Помогают получить практические данные и номограммы от производителей. В некоторых из них указываются понижение давления в трубах, из расчета на 1 м длины. Здесь видна взаимосвязь физических характеристик от гидравлических значений.


Почему необходимо делать расчет


Современные системы отопления в большинстве случаев применяют новые технологии и материалы, для которых производители предусмотрели режимы работы с большей эффективностью. Также современные системы способны осуществлять температурный контроль практически на любом этапе и в любой области контуров.


ВИДЕО: Гидравлический расчёт системы отопления в программе VALTEC.PRG


Использование усовершенствованной системы обеспечит пониженное энергопотребление отопления. Такой подход позволит повысить экономичность ее использования. Желательно для расчетов и монтажа задействовать более опытных помощников, помогающих учесть многие нюансы:


  • равномерное распределение нагретого теплоносителя между элементами возможно только при правильном монтаже с соблюдением физических законов термодинамики;


  • понижение сопротивления во время перемещения жидкости приводит к минимизации эксплуатационных затрат;


  • повышение диаметра магистральных труб влечет за собой удорожание системы;


  • кроме надежности и безопасности, необходимо обеспечить бесшумность, которая зависит от правильности монтажа.


Результатом гидравлического расчета системы отопления, пример расчета будет дальше, станет получение следующих значений:


  • значение диаметра труб, которые должны использоваться на том или ином участке системы отопления;


  • гидроустойчивость на разных участках системы;


  • разновидность гидравлической связки всех точек;


  • параметр давления и расхода горячей воды в системе.


Разбираем пример


Контур предположительно состоит из десяти радиаторов, имеющих мощность по 1 кВт. Расчетный отрезок будет представлен в виде трубы, располагающейся между радиатором и источником тепла (котлом). Подразумевается, что на участке присутствует труба одинакового диаметра.


На первом этапе проводится расчет перемещения 10 кВт тепловой энергии, а во второй ситуации в расчет будет включено уже 9 кВт, чтобы обеспечить постепенное уменьшение значения. Гидросопротивление принято рассчитывать как для подачи, так и для обратки.


Базовую формулу для вычисления в однотрубной схеме для расчетного участка на расход теплоносителя принято брать следующую:



Rуч=(3.6*Tуч)/(w*(th-tc))


в которой присутствуют следующие значения:


  • Tуч – значение в ваттах тепловой нагрузки участка;


  • w – константа, обозначающая удельную теплоемкость воды;


  • th – температурное значение разогретого теплоносителя в подающей трубе;


  • tc – температурное значение остывшего теплоносителя в обратной трубе.


Автоматизировать процесс помогают различные программы для расчета системы отопления, скачать бесплатно их можно на многих сайтах.


Значения скорости воды и потери давления на трение






Место размещения трубопровода


Скорость воды, м/с


Потери давления, Па/м


Внутри помещений (стояки, радиаторы, отопительные приборы)


0,4-0,7


50-110


Внутри жилых строений (подвалы, распределительные трубопроводы)


0,9-1,7


110-210


Внутри производственных и промышленных комплексов


1,1-2,2


110-260


Для расчетов понадобятся также следующие данные:


  • подходящие по типажу отопительные приборы, габариты которых желательно прорисовать на подготовленном плане;


  • проводится подбор труб, их тип и диаметр;


  • тепловой баланс в комнатах, подготовленных для монтажа в них отопления;


  • осуществляется подбор запорной арматуры, при этом необходимо проработать позиции всех составных элементов, как вентилей, так и расположение кола;


  • план расположения должен быть прорисован в точном масштабе, с указанием длин, нагрузок на каждый участок;


  • на плане необходимо будет выявить замкнутый контур.


Значение перепадов давления


Расчет перепадов давления также относится к приоритетному вопросу во время монтажа отопления. На перепады влияют наличие следующих факторов:


  • клапаны разделительные или перепускные;


  • значение диаметров труб на отдельных участках;


  • величина гидравлической стойки и балансовый клапан;


  • регулировочные клапаны, смонтированные на стояках и подводках.


Схема отопления должна содержать расчетную тепловую нагрузку для каждого из отопительных приборов. При монтаже более, чем одного потребителя, понадобится поделить общую нагрузку между всеми элементами.


ВИДЕО: Практический урок гидравлического расчета системы отопления

Гидравлический расчет системы отопления, сопротивление, испытание, пример и программа

В последнее время автономная отопительная система становится все более востребованной. Большинство владельцев квартир отказываются от централизованного отопления, считая индивидуальную систему более надежной и качественной. При этом довольно часто основной причиной выбора именно автономной системы отопления становится ее доступность и экономичность. Конечно, изначально на приобретение необходимого оборудования и монтаж системы придутся потратиться. Однако все затраты окупаются довольно быстро, поскольку в дальнейшем обслуживание такой системы обходится значительно дешевле, чем ежемесячная оплата централизованного отопления. Конечно, экономичность автономной системы достигается только в том случае, если она была правильно подобрана и установлена. В связи с этим огромное значение приобретает гидравлический расчет системы отопления, который необходимо проводить заранее.

Схема автономного отопления квартиры

  • Для чего он нужен?
  • Пример расчета гидравлики отопления
  • Использование программ

Для чего он нужен?

Прежде всего, следует понимать, что старая программа контроля функционирования отопительной системы значительно отличается от современной именно по причине различного осуществления гидравлического режима. Помимо этого, современные отопительные системы отличаются использованием более качественных материалов и технологий монтажа – что также отображается на их себестоимости и экономичности. Более того, современная система позволяет совершать контроль на всех этапах и замечает даже незначительное колебание температуры.

Аксонометрическая схема системы отопления коттеджа — первые этап гидравлического расчета

Можно сделать простой вывод: применение более качественной, модернизированной современной системы позволяет значительно снизить уровень энергопотребления, что, в свою очередь, ведет к повышению экономичности системы. Однако не следует самостоятельно монтировать отопительную систему, поскольку этот процесс требует специальных знаний и навыков. В частности, нередко проблемы возникают из-за неправильно установленного каркаса и отказа от проведения гидравлического расчета системы отопления. Что же важно учитывать при монтаже системы:

  • только в случае правильно выполненного монтажа будет осуществляться равномерная подача теплоносителя ко всем элементам системы. А этот показатель – залог равновесия между регулярно изменяющейся температурой воздуха снаружи и внутри помещения.
  • минимализация затрат на эксплуатацию системы (в особенности – топливной) приводит к тому, что значительно снижается гидравлическое сопротивление системы отопления.
  • чем больше диаметр используемых труб – тем выше будет себестоимость отопительной системы.
  • система должна быть не только надежной и качественно установленной. Важным фактором является и ее бесшумность.

Какую информацию получаем после того, как сделан гидравлический расчет отопления:

  • диаметр труб, применимый на различных участках системы для ее максимально эффективной работы;
  • гидравлическая устойчивость системы отопления в разных сегментах отопительной системы;
  • тип гидравлической связки трубопровода. В некоторых случаях для достижения максимального равновесия отдельных процессов используется специальный каркас.
  • расход и давление теплоносителя во время циркуляции в отопительной системе.

Конечно, расчет гидравлического сопротивления системы отопления является довольно затратным процессом. Однако следует учитывать то, что правильность его проведения дает возможность получения максимально точной информации, необходимой для создания качественной отопительной системы. Поэтому наиболее правильным является привлечение специалиста, а не попытка произвести данный расчет самостоятельно.

Пример рабочей схемы в программе при выполнении гидравлического расчета

Перед тем, как будет проведен гидравлический расчет системы отопления онлайн, следует получить такие данные:

  • равновесие показателей тепла во всех помещениях, которые необходимо будет отапливать;
  • наиболее подходящий тип отопительных приборов, прорисовать на предварительном плане отопительной системы их детальное расположение;
  • определение типа и диаметра используемых для монтажа системы труб;
  • разработка плана запорного и направляющего каркасов. Помимо этого, важно до мелочей продумать расположение в системе всех элементов – от генераторов тепла до вентилей, стабилизаторов давления и датчиков контроля уровня температуры теплоносителя;
  • создание максимально детального плана системы, на котором будут указаны все ее элементы, а также длина и нагрузка сегментов;
  • определить расположение замкнутого контура.

Пример таблицы с полученными данными гидравлического расчета

Пример расчета гидравлики отопления

Приведем пример гидравлического расчета системы отопления. Возьмем отдельный участок трубопровода, на котором наблюдается стабильная теплопотеря. Диаметр труб не меняется.

Определить этот участок следует, основываясь на данных о тепловом балансе помещения, в котором он находится. Важно помнить – нумерация участков начинается от источника тепла. Помечаем связующие узлы, присутствующие на подающем участке магистрали прописными буквами.

Принципиальная схема отопления

В случае если на магистрали присутствуют узлы – их следует пометить небольшим штрихом. Используем арабские цифры для определения узловых точек, которые присутствуют в участках ответвления. При горизонтальной отопительной системе каждая из точек соответствует номеру этажа здания. В случае применения вертикальной системы значение точки соответствует значению стояка. Узлы, в которых происходит сбор потока, также следует отмечать штрихами. Следует отметить, что номера непременно должны состоять из двух цифр. Первая из них означает начало участка, ну а вторая, соответственно, – конец.

В случае применения вертикальной системы нумерацию стояков следует проводить арабскими цифрами, следуя при этом по часовой стрелке.

Для определения протяженности всех участков трубопровода следует использовать предварительно составленную детальную план-смету. При ее  создании следует придерживаться точности 0,1 м. При этом тепловой поток участка, в котором происходят вычисления, равен тепловой нагрузке, отдаваемой теплоносителем в данном сегменте системы.

Показатели гидравлического расчета расчетного циркуляционного контура с учетом потерь давления на местные сопротивления на участках

Использование программ

В процессе моделирования новой постройки, наиболее рациональным является использование специальной программы, которая максимально точно определяет тепловые и гидравлические характеристики будущей отопительной системы. А можно использовать программу excel. При этом программа предоставляет такие данные:

  • необходимый диаметр трубопровода;
  • размер отопительных устройств;
  • тип регулирования вентилей балансировки;
  • уровень настройки регулировочных вентилей;
  • уровень предварительного регулирования термостатических клапанов;
  • настройку датчиков колебания давления в системе.

Конечно же, непосвященному пользователю будет крайне сложно провести самостоятельно расчет и гидравлическое испытание системы отопления. Наиболее правильным вариантом является обращение к специалисту, который имеет достаточный опыт в данной сфере. В случае, когда возможности привлечения профессионала нет, следует внимательно ознакомиться с методической литературой, в которой максимально детально описывается процесс проведения гидравлического расчета.

Гидравлические расчеты и формулы — Гидравлика онлайн

Поделиться этой публикацией

07 октября

Харпер Дженни2021-10-12T10:16:52+01:00

От
Харпер Дженни

Центр технических знаний

Комментарии отключены на Гидравлические расчеты и формулы

Нужна помощь с гидравлическими расчетами? Наши опытные технические инженеры могут помочь с подробным расчетом для вашего конкретного проекта и приложения. Для начала мы подготовили для вас краткий обзор.

Есть много гидравлических расчетов. Например, расчет выходной мощности. Гидравлическая мощность определяется как произведение потока на давление. Гидравлическая мощность, обеспечиваемая насосом:

Пример: если насос подает 180 литров в минуту и ​​давление 250 бар, то гидравлический расчет мощности первичного двигателя насоса:

Мощность = (250 x 180 ) ÷ 600 = 75 кВт **

** при КПД 100%; Эффективность 90% будет равняться 75 ÷ 0,9= 83,3кВт. Это всегда будет зависеть от типа используемого насоса, т. е. шестеренчатого, лопастного или поршневого и т. д.

Общий КПД насоса, ηtotal, необходимо учитывать при расчете потребляемой мощности насоса. Этот КПД является произведением объемного КПД ηvol и гидромеханического КПД ηhm. Потребляемая мощность = Выходная мощность ÷ ηобщ. В среднем для аксиально-поршневых насосов ηобщ = 0,87.

Кроме того, источник энергии (например, дизельный двигатель или электродвигатель) должен иметь мощность не менее 75 ÷ 0,87 = 86 [кВт].

Гидравлические двигатели и цилиндры, которые насос снабжает гидравлической энергией, также имеют КПД. А общий КПД системы (без учета перепада давления в гидротрубах и клапанах) в итоге составит примерно 0,75.

Цилиндры обычно имеют общий КПД около 0,95. А гидравлические аксиально-поршневые моторы и насосы имеют 0,87. Кроме того, общие потери мощности в гидравлической передаче энергии составляют около 25% и более при идеальном диапазоне вязкости 25–35 [сСт].

Выполните следующие 3 шага, чтобы рассчитать требуемую максимальную выходную мощность дизельного двигателя.

ЭТАП 1

Сначала проверьте точку максимальной мощности, т. е. точку, в которой соотношение давления и расхода достигает своего максимального значения. Базовая оценка будет следующей:

Где:

Qtot = теоретический расход насоса для потребителей, не включая утечки, в точке максимальной мощности.
Pmax = фактическое давление насоса в точке максимальной мощности.
Примечание: η — общий КПД = (выходная механическая мощность ÷ входная механическая мощность). Для приблизительных оценок η = 0,75, хотя обычно вы можете добавить 10-20% в зависимости от приложения к этому значению мощности.

ЭТАП 2

Рассчитайте требуемый рабочий объем насоса по требуемой максимальной сумме расхода для потребителей в наихудшем сценарии и оборотах дизельного двигателя в этой точке. Максимальный расход может отличаться от расхода, используемого для расчета мощности дизельного двигателя.

Средний объемный КПД насоса, поршневые насосы: ηvol= 0,93

ЭТАП 3

Расчет производительности предварительного охладителя: Отвод тепла от баков гидравлического масла, клапанов, труб и гидравлических компонентов составляет менее нескольких процентов в стандартном мобильном оборудовании и мощность кулера должна включать в себя некоторые запасы. Минимальная производительность охладителя, Ecooler = 0,25Ediesel

Не менее 25 % потребляемой мощности должно рассеиваться охладителем при длительном использовании пиковой мощности. Однако в обычном случае пиковая мощность используется только в течение коротких периодов, поэтому фактическая требуемая мощность охладителя может быть значительно меньше. Объем масла в гидравлическом баке также действует как аккумулятор тепла при использовании пиковой мощности.

Эффективность системы очень сильно зависит от типа гидравлического рабочего оборудования, используемых гидравлических насосов и двигателей, а также от потребляемой мощности гидравлики. Каждая цепь должна быть оценена, а цикл нагрузки оценен. Новые или модифицированные системы всегда должны быть проверены на практике, охватывая все возможные циклы нагрузки.

Простой способ измерения фактических средних потерь мощности в системе состоит в том, чтобы оборудовать машину испытательным охладителем и измерить температуру масла на входе в охладитель, температуру масла на выходе из охладителя и расход масла через охладитель, когда машина находится в нормальном рабочем режиме. По этим цифрам можно рассчитать рассеиваемую мощность тестового кулера, которая равна потерям мощности при стабилизации температуры. По результатам этого теста можно рассчитать фактический требуемый охладитель для достижения заданной температуры масла в масляном баке. Одной из проблем может быть сборка измерительного оборудования в линию, особенно расходомера масла.

Проектирование и расчеты — Uponor

Опыт предоставления оптимизированных и экономически эффективных решений

Расчеты, оценки и определение размеров играют важную роль в долгосрочном успехе проекта. Наша опытная команда дизайнеров чрезвычайно квалифицирована и имеет большой опыт.

Вы должны знать, что кладете в землю. Знать, каким внешним и внутренним механическим воздействиям будут подвергаться материал, муфты и соединения – давлению, движению, температурным колебаниям, расширению и т. д. Например: что происходит с трубой, уложенной на дно моря? Или под землей при значительных движениях? Работая в тесном контакте с вами, наши разработчики и полевой персонал могут найти правильное решение для ваших требований. Оптимальное и экономичное решение со значительным запасом прочности, которое сведет к минимуму риск несчастных случаев в будущем.

Свяжитесь с нашим техническим отделом!

Онлайн-калькулятор Weholite и напорных труб

Программное обеспечение для расчетов Uponor Infra предназначено для выполнения статических, прочностных и гидравлических расчетов труб, резервуаров и колодцев. Программа состоит из 5 модулей:

  • Подземный резервуар – расчет устойчивости к подъемной силе
  • Канализационный нижний люк — расчет устойчивости против подъема
  • Подземный трубопровод — статические расчеты
  • Напорный трубопровод — гидравлические расчеты
  • Самотечный трубопровод — гидравлические расчеты

Программное обеспечение доступно в шести языковых версиях: английской, русской, польской, чешской, словацкой и румынской.

Программное обеспечение для расчетов

К вашим услугам в каждом проекте

Существуют подземные проекты, которые невозможно решить с помощью стандартных приложений.