民家を配置するための最も一般的なオプションは、温水循環に基づく暖房です。有能なシステム設計のためには、ネットワークのすべてのセクションの圧力をパイプの直径と関連付ける、加熱システムのいわゆる水力計算と呼ばれる予備的な分析結果が必要です。
提示された記事では、計算手法について詳しく説明しています。アクションのアルゴリズムをよりよく理解するために、具体的な例を使用して計算手順を検討しました。
説明されたシーケンスに従って、メインの最適な直径、加熱装置の数、ボイラー電力、および効果的な個別の熱供給装置を配置するために必要なその他のシステムパラメータを決定することができます。
水力計算の概念
暖房システムの技術開発における決定的な要素は、通常のエネルギー節約になりました。お金を節約したいという願望は、家のための暖房の設計、材料の選択、設置方法および暖房の操作へのより慎重なアプローチになります。
したがって、アパートや家のためのユニークで主に経済的な暖房システムを作成する場合は、計算と設計のルールをよく理解しておくことをお勧めします。
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暖房システムの複雑さ
2パイプシステムのランドマーク計算
単一パイプシステムの計算の基準点
加熱計算の特異性
計算の最初のアクション
二次リングの計算
システムの水力計算を定義する前に、アパートや家の個々の暖房システムが条件付きで大きな建物の中央暖房システムに比べて1桁高いことを明確かつ明確に理解する必要があります。
個人暖房システムは、熱とエネルギーの概念に対する根本的に異なるアプローチに基づいています。
油圧計算の本質は、冷却剤の流量が実際のパラメーターに大幅に近似して事前に設定されるのではなく、システムのすべてのリングの圧力パラメーターとパイプの直径をリンクすることによって決定されることです。
以下のパラメータに従って、これらのシステムの簡単な比較を実行するだけで十分です。
- セントラルヒーティングシステム(ボイラーハウス-アパート)は、標準タイプのエネルギー(石炭、ガス)に基づいています。自律システムでは、比熱が高いほとんどすべての物質、または複数の液体、固体、粒状物質の組み合わせを使用できます。
- DSPは、金属パイプ、「不器用な」バッテリー、遮断弁などの従来の要素に基づいて構築されています。個別の暖房システムを使用すると、さまざまな要素を組み合わせることができます。優れた熱放散を備えたマルチセクションラジエーター、ハイテクサーモスタット、さまざまなタイプのパイプ(PVCと銅)、蛇口、プラグ、継手、そしてもちろん、より経済的なボイラー、循環ポンプなどです。
- 約20〜40年前に建てられた典型的なパネルハウスのアパートに入ると、暖房システムは、アパートの各部屋の窓の下にある7セルのバッテリーと、家全体(ライザー)を通る垂直パイプの存在に達していることを確認します。上/下の隣人。自律暖房システム(ASO)であるかどうかに関係なく、アパートの居住者の個々の希望を考慮して、複雑なシステムを構築できます。
- DSPとは異なり、個別の加熱システムは、伝送、エネルギー消費、および熱損失に影響を与えるかなり印象的なパラメーターのリストを考慮に入れています。周囲温度、構内の必要温度範囲、部屋の面積と体積、窓とドアの数、構内の目的など。
したがって、暖房システムの油圧計算(GRSO)は、暖房システムの計算された特性の条件付きセットであり、パイプの直径、ラジエーターやバルブの数などのパラメーターに関する包括的な情報を提供します。
このタイプのラジエーターは、ソビエト後のスペースのほとんどのパネルハウスに設置されていました。材料の節約と「顔」のデザインアイデアの欠如
GRSOを使用すると、暖房システムの最終要素(ラジエーター)に温水を輸送するための適切なリングウォーターポンプ(暖房ボイラー)を選択でき、最終的には最もバランスの取れたシステムになり、住宅の暖房への投資に直接影響します。
DSP用の別のタイプの暖房用ラジエーター。これは、エッジをいくつでも持つことができる、より用途の広い製品です。したがって、伝熱面積を増減できます
計算ステップのシーケンス
暖房システムの計算について言えば、この手順は設計の点で最も曖昧で重要です。
計算を実行する前に、将来のシステムの予備分析を行う必要があります。次に例を示します。
- アパートのすべての部屋、具体的には各部屋の熱収支を設定します。
- サーモスタット、バルブ、圧力レギュレーターを選択します。
- ラジエーター、伝熱面、伝熱パネルを選択します。
- 熱媒体の最大消費量と最小消費量があるシステムの領域を特定します。
さらに、冷媒を輸送するための一般的なスキームを決定する必要があります:完全な回路と小さな回路、シングルパイプシステムまたは2パイプメイン。
油圧計算の結果、次の質問に対する答えを提供する油圧システムのいくつかの重要な特性が得られます。
- 熱源の力はどうあるべきか;
- クーラントの流量と速度は何ですか?
- 必要な熱パイプラインの主パイプラインの直径;
- 熱損失の可能性と冷却剤自体の質量は何ですか。
油圧計算のもう1つの重要な側面は、調整デバイスを使用して、極端な熱状態の間にシステムのすべての部品(ブランチ)のバランス(リンク)を行う手順です。
加熱製品にはいくつかの主要なタイプがあります:鋳鉄とアルミニウムのマルチセクション、スチールパネル、バイメタルラジエーターとカバー。しかし、最も一般的なのは、アルミニウムのマルチセクションラジエーターです
パイプラインの決済エリアは、パイプライン自体の直径が一定のセクションであり、部屋の熱収支の式によって決定される、変更されていない温水の流れです。設計ゾーンのリストは、ポンプまたは熱源から始まります。
例の初期条件
油圧式の誤計算のすべての詳細をより具体的に説明するために、従来のハウジングの具体例を取り上げます。パネルハウスのクラシックな2部屋のアパートがあり、総面積は65.54mです2、2つの部屋、キッチン、独立したトイレとバスルーム、二重廊下、ツインバルコニーが含まれます。
開業後、マンションの準備状況について以下の情報をいただきました。記載されているアパートには、一体型の鉄筋コンクリート構造で作られたパテ壁と下塗り壁、2つのチャンバーガラスを備えたプロファイルウィンドウ、tyrse-pressed内部ドア、バスルームの床にセラミックタイルが含まれています。
4つの入り口がある典型的な9階建てのパネルハウス。各フロアに3つのアパートメントがあります。2部屋1部屋と3部屋2部屋です。アパートは5階にあります
さらに、提示されたハウジングには、銅の配線、ディスペンサー、独立したフラップ、ガスストーブ、バス、洗面台、トイレ、温熱式タオル掛け、シンクがすでに装備されています。
そして最も重要なのは、リビングルーム、バスルーム、キッチンにアルミニウム製の暖房ラジエーターが既にあることです。パイプとボイラーに関する質問は未解決のままです。
データの収集方法
システムの水力計算は、ほとんどの場合、部屋の領域全体の暖房の計算に関連する計算に基づいています。
したがって、次の情報が必要です。
- 各部屋の面積;
- 窓とドアのコネクターの寸法(内部ドアは熱損失にほとんど影響しません);
- 気候条件、地域の特徴。
以下のデータから進めていきます。談話室の面積は18.83m2、寝室-14.86 m2、キッチン-10.46 m2、バルコニー-7.83 m2 (量)、廊下-9.72 m2 (量)、バスルーム-3.60 m2、トイレ-1.5 m2。エントランスドア-2.20 m2、談話室のウィンドウ表示-8.1 m2、寝室の窓-1.96 m2、キッチンウィンドウ-1.96 m2.
アパートの壁の高さは2メートル70 cmです外壁はクラスB7のコンクリートと内部プラスター、厚さ300 mmでできています。内壁とパーティション-ベアリング120 mm、通常-80 mm。床、したがって、クラスB15のコンクリートスラブの天井、厚さ200 mm。
このアパートメントのレイアウトは、キッチン、ベッドルーム、談話室を通る1つの暖房用ブランチを作成する機会を提供します。これにより、部屋の平均気温は20〜22℃になります(+)
環境はどうですか?アパートは小さな町の小さな地区の真ん中にある家の中にあります。市は標高130〜150 mの特定の低地にあり、気候は温暖な大陸性で、冬は涼しく、夏はかなり暖かくなります。
年間平均気温、+ 7.6°C。 1月の平均気温は-6.6°C、7月+ 18.7°Cです。風-3.5 m / s、平均湿度-74%、降水量569 mm。
地域の気候条件を分析すると、私たちは広い範囲の温度を扱っていることに注意してください。これは、アパートの暖房システムを調整するための特別な要件に影響を与えます。
発熱体電力
暖房システムの主要コンポーネントの1つはボイラーです:電気、ガス、複合-この段階では問題ではありません。その主な特性は私たちにとって重要なので、電力、つまり、加熱に費やされる単位時間あたりのエネルギー量です。
ボイラー自体の出力は、次の式で決まります。
Wボイラー=(S部屋* Wビジネス)/ 10
どこ:
- スルーム -暖房を必要とするすべての部屋の面積の合計。
- した -場所の気候条件を考慮した特定の力(そのため、地域の気候を知る必要がありました)。
特徴的なのは、さまざまな気候帯について次のデータがあることです。
- 北部 -1.5-2 kW / m2;
- 中央ゾーン -1-1.5 kW / m2;
- 南部地域 -0.6-1 kW / m2.
これらの数値はかなり恣意的ですが、それでもアパートの暖房システムへの環境への影響に関する明確な数値解を与えます。
このマップは、さまざまな温度条件の気候帯を示しています。ゾーンに対する住宅の場所、および1平方メートルのエネルギーを加熱するために費やす必要がある量(+)
暖房されるアパートの面積の合計はアパートの総面積に等しく、つまり、65.54-1.80-6.03 = 57.71 m2(バルコニーを除く)に等しくなります。寒い冬の中央地域のボイラーの比電力は1.4 kW / m2です。したがって、この例では、加熱ボイラーの設計出力は8.08 kWに相当します。
動的流体パラメーター
計算の次の段階であるクーラント消費の分析に進みます。ほとんどの場合、アパートの暖房システムは他のシステムとは異なります。これは、暖房パネルの数とパイプラインの長さが原因です。圧力は、システムを垂直に流れる流れの追加の「駆動力」として使用されます。
民間の1階建ておよび多階建ての建物、古いパネルタイプのアパートの建物では、高圧暖房システムが使用されています。これにより、分岐した多環式暖房システムのすべてのセクションに熱を放出する物質を輸送し、建物の全高(14階まで)まで水を上げることができます。
反対に、自律暖房機能を備えた通常の2部屋または3部屋のアパートには、システムのそのようなさまざまなリングやブランチがなく、3つの回路しか含まれていません。
これは、冷却剤が水の自然な流れを利用して輸送されることを意味します。しかし、循環ポンプを使用することもできます。暖房はガス/電気ボイラーによって提供されます。
100 m以上の暖房室には循環ポンプの使用をお勧めします2。ポンプはボイラーの前後どちらにも取り付けることができますが、通常は「戻り」状態になります-キャリア温度が低く、空気供給が少なく、ポンプの寿命が長くなります
暖房システムの設計と設置の専門家は、冷却剤の量の計算に関して2つの主要なアプローチを決定します。
- システムの実際の容量に応じて。 温水の流れが流れるすべてのキャビティの体積は、例外なく合計されます:パイプの個々のセクション、ラジエーターのセクションなどの合計。しかし、これはかなり時間がかかるオプションです。
- ボイラー力によって。 ここで、専門家の意見は非常に分かれており、ボイラーの単位容量あたり15リットル、10と言う人もいました。
実用的な観点から、暖房システムはおそらくお部屋に温水を供給するだけでなく、お風呂/シャワー、洗面台、シンク、乾燥機、そしておそらくハイドロマッサージやジャグジーの水も温めるという事実を考慮に入れなければなりません。このオプションの方が簡単です。
したがって、この場合は、1単位の電力あたり13.5リットルを取り付けることをお勧めします。この数値にボイラーパワー(8.08 kW)を掛けると、推定水量(109.08リットル)が得られます。
システム内の冷却剤の計算された速度は、正確に暖房システム用の特定のパイプ径を選択できるパラメーターです。
次の式で計算されます。
V =(0.86 * W * k)/ t-to、
どこ:
- W -ボイラー力;
- t -供給された水の温度;
- に -戻り回路の水温。
- k -ボイラー効率(ガスボイラーでは0.95)。
計算されたデータを式に代入すると、次のようになります。(0.86 * 8080 * 0.95)/ 80-60 = 6601.36 / 20 = 330kg / h。したがって、1時間で330 lの冷却水(水)がシステム内を移動し、システムの容量は約110 lになります。
パイプ径の決定
加熱パイプの直径と厚さの最終決定のために、熱損失の問題を議論することは残っています。
熱の最大量は、壁から部屋を離れます-最大40%、窓から-15%、床-10%、その他すべて天井/屋根から。アパートは主に窓やバルコニーモジュールによる損失が特徴です
暖房された部屋の熱損失にはいくつかの種類があります。
- パイプ圧力損失。このパラメーターは、パイプ全体の長さによるパイプ内の特定の摩擦損失(製造元が提供)の積に正比例します。しかし、現在のタスクを考えると、そのような損失は無視できます。
- 局所パイプ抵抗での水頭損失 -フィッティングと内部機器の熱費。しかし、問題の条件、少数のフィッティングベンド、およびラジエーターの数を考慮すると、このような損失は無視できます。
- アパートの場所に基づく熱損失。別のタイプの熱コストがありますが、それらは建物の他の部分と比較した部屋の位置に関連しています。家の真ん中にあり、他のアパートの左/右/上/下に隣接している通常のアパートの場合、側壁、天井、床からの熱損失は実質的に「0」になります。
あなたはアパートの正面からの損失だけを考慮することができます-バルコニーと共通の部屋の中央の窓。しかし、各ラジエーターに2〜3個のセクションが追加されたため、この質問はクローズされています。
パイプの直径の値は、冷却剤の流れと暖房本管内のその循環速度に従って選択されます
上記の情報を分析すると、暖房システムでの温水の計算速度について、0.3〜0.7 m / sの水平位置にあるパイプ壁に対する水粒子の移動の表速度がわかっていることに注意してください。
マスターを助けるために、暖房システムの典型的な油圧計算のためのいわゆる計算のチェックリストを提示します:
- ボイラー力のデータ収集と計算;
- クーラントの量と速度;
- 熱損失とパイプ径。
計算を誤ると、計算された冷媒量をブロックするのに十分な大きさのパイプ直径が得られる場合があります。この問題は、ボイラーの排気量を増やすか、追加の膨張タンクを追加することで解決できます。
私たちのウェブサイトには、暖房システムの計算に特化した記事のブロックがあります。お読みになることをお勧めします。
- 暖房システムの熱計算:システムの負荷を正しく計算する方法
- 給湯の計算:式、ルール、実装例
- 建物の熱工学計算:計算を実行するための詳細と式+実例
暖房システムの熱媒体用の自然循環システムと強制循環システムの機能、利点、欠点:
その結果、水力計算を要約すると、将来の暖房システムの特定の物理的特性が得られました。
当然、これは単純な計算スキームであり、典型的な2部屋のアパートの暖房システムの水力計算に関するおおよそのデータを提供します。
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