Vitesse de l'eau de chauffage
Diamètre des canalisations, vitesse d'écoulement et débit de liquide de refroidissement.
Ce matériel est destiné à comprendre ce que sont le diamètre, le débit et le débit. Et quels sont les liens entre eux. Dans d'autres matériaux, il y aura un calcul détaillé du diamètre pour le chauffage.
Afin de calculer le diamètre, vous devez savoir:
| 1. Le débit du liquide de refroidissement (eau) dans le tuyau. 2. Résistance au mouvement du liquide de refroidissement (eau) dans un tuyau d'une certaine longueur. |
Voici les formules nécessaires à connaître:
| Section S m 2 de la lumière interne du tuyau π-3,14-constant - le rapport de la circonférence à son diamètre. r-Rayon d'un cercle égal à la moitié du diamètre, m débit Q-eau m 3 / s D-diamètre intérieur du tuyau, m V-vitesse d'écoulement du liquide de refroidissement, m / s |
Résistance au mouvement du liquide de refroidissement.
Tout liquide de refroidissement se déplaçant à l'intérieur du tuyau s'efforce d'arrêter son mouvement. La force appliquée pour arrêter le mouvement du liquide de refroidissement est la force de résistance.
Cette résistance est appelée perte de charge. Autrement dit, le caloporteur en mouvement à travers un tuyau d'une certaine longueur perd de la pression.
La hauteur de la tête est mesurée en mètres ou en pressions (Pa). Pour plus de commodité dans les calculs, il est nécessaire d'utiliser des compteurs.
Afin de mieux comprendre la signification de ce matériel, je recommande de suivre la solution du problème.
Dans un tuyau d'un diamètre intérieur de 12 mm, l'eau s'écoule à une vitesse de 1 m / s. Trouvez la dépense.
Décision:
Vous devez utiliser les formules ci-dessus:
| 1. Trouvez la coupe transversale 2. Trouvez le flux |
| D = 12 mm = 0,012 m p = 3,14 |
S = 3,14 • 0,012 2/4 = 0,000113 m 2
Q = 0,000113 • 1 = 0,000113 m 3 / s = 0,4 m 3 / h.
Il y a une pompe avec un débit constant de 40 litres par minute. Un tuyau de 1 mètre est connecté à la pompe. Trouvez le diamètre intérieur du tuyau à une vitesse d'eau de 6 m / s.
Q = 40 l / min = 0,000666666 m 3 / s
À partir des formules ci-dessus, j'ai obtenu la formule suivante.
Chaque pompe présente la caractéristique de résistance à l'écoulement suivante:
Cela signifie que notre débit à l'extrémité du tuyau dépendra de la perte de charge créée par le tuyau lui-même.
| Plus le tuyau est long, plus la perte de charge est importante. Plus le diamètre est petit, plus la perte de charge est importante. Plus la vitesse du liquide de refroidissement dans la conduite est élevée, plus la perte de charge est importante. Les coins, les coudes, les tés, le rétrécissement et l'élargissement du tuyau augmentent également la perte de charge. |
La perte de charge sur la longueur du pipeline est abordée plus en détail dans cet article:
Examinons maintenant une tâche à partir d'un exemple réel.
Le tuyau en acier (fer) est posé avec une longueur de 376 mètres et un diamètre intérieur de 100 mm, le long de la longueur du tuyau, il y a 21 coudes (coudes à 90 ° C). Le tuyau est posé avec un dénivelé de 17m. Autrement dit, le tuyau monte à une hauteur de 17 mètres par rapport à l'horizon. Caractéristiques de la pompe: hauteur maximale 50 mètres (0,5 MPa), débit maximum 90m 3 / h. Température de l'eau 16 ° C Trouvez le débit maximal possible à l'extrémité du tuyau.
| D = 100 mm = 0,1 m L = 376 m Hauteur géométrique = 17 m Coudes 21 pcs Tête de pompe = 0,5 MPa (50 mètres de colonne d'eau) Débit maximum = 90 m 3 / h Température de l'eau 16 ° C. Tuyau de fer en acier |
Trouvez le débit maximum =?
Solution en vidéo:
Pour le résoudre, vous devez connaître le programme de la pompe: La dépendance du débit sur la tête.
Dans notre cas, il y aura un graphique comme celui-ci:
Regardez, j'ai marqué 17 mètres avec une ligne pointillée à l'horizon et à l'intersection le long de la courbe, j'obtiens le débit maximum possible: Qmax.
Selon l'horaire, je peux affirmer avec certitude qu'au dénivelé, nous perdons environ: 14 m 3 / heure. (90-Qmax = 14 m 3 / h).
Le calcul par étapes est obtenu car la formule contient une caractéristique quadratique des pertes de charge en dynamique (mouvement).
Par conséquent, nous résolvons le problème par étapes.
Comme nous avons une plage de débit de 0 à 76 m 3 / h, je souhaite vérifier la perte de charge à un débit égal à: 45 m 3 / h.
Trouver la vitesse du mouvement de l'eau
Q = 45 m 3 / h = 0,0125 m 3 / s.
V = (4 • 0,0125) / (3,14 • 0,1 • 0,1) = 1,59 m / s
Trouver le nombre de Reynolds
ν = 1,16 x 10 -6 = 0,00000116. Tiré de la table. Pour de l'eau à une température de 16 ° C
Δe = 0,1 mm = 0,0001 m. Tiré de la table pour un tuyau en acier (fer).
De plus, nous vérifions le tableau, où nous trouvons la formule pour trouver le coefficient de frottement hydraulique.
J'arrive à la deuxième zone sous la condition
10 • D / Δe 0,25 = 0,11 • (0,0001 / 0,1 + 68/137069) 0,25 = 0,0216
Ensuite, nous terminons avec la formule:
h = λ • (L • V 2) / (D • 2 • g) = 0,0216 • (376 • 1,59 • 1,59) / (0,1 • 2 • 9,81) = 10,46 m.
Comme vous pouvez le voir, la perte est de 10 mètres. Ensuite, nous déterminons Q1, voir le graphique:
Maintenant, nous faisons le calcul d'origine à un débit égal à 64m 3 / heure
Q = 64 m 3 / h = 0,018 m 3 / s.
V = (4 • 0,018) / (3,14 • 0,1 • 0,1) = 2,29 m / s
λ = 0,11 (Δe / D + 68 / Re) 0,25 = 0,11 • (0,0001 / 0,1 + 68/197414) 0,25 = 0,021
h = λ • (L • V 2) / (D • 2 • g) = 0,021 • (376 • 2,29 • 2,29) / (0,1 • 2 • 9,81) = 21,1 m.
Nous marquons sur le graphique:
Qmax est à l'intersection de la courbe entre Q1 et Q2 (exactement au milieu de la courbe).
Réponse: Le débit maximum est de 54 m 3 / h. Mais nous avons décidé cela sans résistance dans les virages.
Pour vérifier, vérifiez:
Q = 54 m 3 / h = 0,015 m 3 / s.
V = (4 • 0,015) / (3,14 • 0,1 • 0,1) = 1,91 m / s
λ = 0,11 (Δe / D + 68 / Re) 0,25 = 0,11 • (0,0001 / 0,1 + 68/164655) 0,25 = 0,0213
h = λ • (L • V 2) / (D • 2 • g) = 0,0213 • (376 • 1,91 • 1,91) / (0,1 • 2 • 9,81) = 14,89 m.
Résultat: nous atteignons Npot = 14,89 = 15 m.
Calculons maintenant la résistance dans les virages:
La formule pour trouver la tête à la résistance hydraulique locale:
| la perte de charge h ici est mesurée en mètres. ζ est le coefficient de résistance. Pour un genou, il est à peu près égal à un si le diamètre est inférieur à 30 mm. V est le débit du fluide. Mesuré par [mètre / seconde]. L'accélération g due à la gravité est de 9,81 m / s2 |
ζ est le coefficient de résistance. Pour un genou, il est à peu près égal à un si le diamètre est inférieur à 30 mm. Pour des diamètres plus importants, il diminue. Cela est dû au fait que l'influence de la vitesse de déplacement de l'eau par rapport au virage est réduite.
Regardé dans différents livres sur les résistances locales pour le tournage des tuyaux et des coudes. Et il arrivait souvent aux calculs qu'un seul virage serré était égal au coefficient d'unité. Un virage serré est considéré si le rayon de braquage ne dépasse pas le diamètre en valeur. Si le rayon dépasse le diamètre de 2 à 3 fois, la valeur du coefficient diminue considérablement.
Vitesse 1,91 m / s
h = ζ • (V 2) / 2 • 9,81 = (1 • 1,91 2) / (2 • 9,81) = 0,18 m.
Nous multiplions cette valeur par le nombre de prises et obtenons 0,18 • 21 = 3,78 m.
Réponse: à une vitesse de 1,91 m / s, on obtient une perte de charge de 3,78 mètres.
Résolvons maintenant tout le problème avec les robinets.
A un débit de 45 m 3 / h, une perte de charge sur la longueur a été obtenue: 10,46 m, voir ci-dessus.
A cette vitesse (2,29 m / s) on retrouve la résistance en virage:
h = ζ • (V 2) / 2 • 9,81 = (1 • 2,29 2) / (2 • 9,81) = 0,27 m. multiplier par 21 = 5,67 m.
Additionnez les pertes de charge: 10,46 + 5,67 = 16,13 m.
Nous marquons sur le graphique:
On résout la même chose uniquement pour un débit de 55 m 3 / h
Q = 55 m 3 / h = 0,015 m 3 / s.
V = (4 • 0,015) / (3,14 • 0,1 • 0,1) = 1,91 m / s
λ = 0,11 (Δe / D + 68 / Re) 0,25 = 0,11 • (0,0001 / 0,1 + 68/164655) 0,25 = 0,0213
h = λ • (L • V 2) / (D • 2 • g) = 0,0213 • (376 • 1,91 • 1,91) / (0,1 • 2 • 9,81) = 14,89 m.
h = ζ • (V 2) / 2 • 9,81 = (1 • 1,91 2) / (2 • 9,81) = 0,18 m. multiplier par 21 = 3,78 m.
Ajouter les pertes: 14,89 + 3,78 = 18,67 m
Dessin sur le graphique:
Répondre:
Débit maximum = 52 m 3 / heure. Sans virages Qmax = 54 m 3 / heure.
En conséquence, la taille du diamètre est influencée par:
| 1. Résistance créée par le tuyau avec coudes 2. Débit requis 3. Influence de la pompe par sa caractéristique débit-pression |
Si le débit à l'extrémité de la conduite est inférieur, alors il faut: Soit augmenter le diamètre, soit augmenter la puissance de la pompe. Il n'est pas économique d'augmenter la puissance de la pompe.
Cet article fait partie du système: Constructeur de chauffage à eau
Vitesse du liquide de refroidissement
Ensuite, en utilisant les valeurs obtenues du débit de liquide de refroidissement, il est nécessaire de calculer pour chaque section de tuyaux devant les radiateurs la vitesse de déplacement de l'eau dans les tuyaux selon la formule
:
où V est la vitesse de déplacement du liquide de refroidissement, m / s;
m - débit de liquide de refroidissement à travers la section de tuyau, kg / s
ρ est la densité de l'eau, en kg / m3. peut être pris égal à 1000 kg / mètre cube.
f est la section transversale du tuyau, en mètres carrés. peut être calculé à l'aide de la formule: π * r 2, où r est le diamètre intérieur divisé par 2
Calculateur de vitesse du liquide de refroidissement
m = 1 / s; tuyau mm par mm; V = m / s
Calcul hydraulique du système de chauffage, en tenant compte des canalisations.
Calcul hydraulique du système de chauffage, en tenant compte des canalisations.
Lors de la réalisation de calculs supplémentaires, nous utiliserons tous les principaux paramètres hydrauliques, y compris le débit du liquide de refroidissement, la résistance hydraulique des raccords et des canalisations, la vitesse du liquide de refroidissement, etc. Il existe une relation complète entre ces paramètres, sur laquelle vous devez vous fier dans les calculs.
Par exemple, si la vitesse du liquide de refroidissement est augmentée, la résistance hydraulique de la canalisation augmentera en même temps. Si le débit du liquide de refroidissement est augmenté, en tenant compte de la canalisation d'un diamètre donné, la vitesse du liquide de refroidissement augmentera simultanément, ainsi que la résistance hydraulique. Et plus le diamètre de la canalisation est grand, plus la vitesse du liquide de refroidissement et la résistance hydraulique seront faibles. Sur la base de l'analyse de ces relations, il est possible de transformer le calcul hydraulique du système de chauffage (le programme de calcul est dans le réseau) en une analyse des paramètres d'efficacité et de fiabilité de l'ensemble du système, qui, à son tour, contribuera à réduire le coût des matériaux utilisés.
Le système de chauffage comprend quatre composants de base: un générateur de chaleur, des appareils de chauffage, des canalisations, des vannes d'arrêt et de contrôle. Ces éléments ont des paramètres individuels de résistance hydraulique, qui doivent être pris en compte lors du calcul. Rappelons que les caractéristiques hydrauliques ne sont pas constantes. Les principaux fabricants de matériaux et d'équipements de chauffage doivent fournir des informations sur les pertes de charge spécifiques (caractéristiques hydrauliques) de l'équipement ou des matériaux produits.
Par exemple, le calcul des canalisations en polypropylène de FIRAT est grandement facilité par le nomogramme donné, qui indique la pression spécifique ou la perte de charge dans la canalisation pour 1 mètre de canalisation courante. L'analyse du nomogramme vous permet de tracer clairement les relations ci-dessus entre les caractéristiques individuelles. C'est l'essence principale des calculs hydrauliques.
Calcul hydraulique des systèmes de chauffage à eau chaude: débit caloporteur
Nous pensons que vous avez déjà fait une analogie entre le terme «débit de liquide de refroidissement» et le terme «quantité de liquide de refroidissement». Ainsi, le débit du liquide de refroidissement dépendra directement de la charge thermique qui tombe sur le liquide de refroidissement lors du transfert de chaleur vers le dispositif de chauffage à partir du générateur de chaleur.
Le calcul hydraulique implique la détermination du niveau de débit du liquide de refroidissement par rapport à une zone donnée. La section calculée est une section avec un débit de liquide de refroidissement stable et un diamètre constant.
Calcul hydraulique des systèmes de chauffage: exemple
Si la branche comprend dix radiateurs kilowatts et que la consommation de liquide de refroidissement a été calculée pour le transfert d'énergie thermique au niveau de 10 kilowatts, la section calculée sera une coupure du générateur de chaleur au radiateur, qui est le premier de la branche. . Mais seulement à condition que cette zone soit caractérisée par un diamètre constant. La deuxième section est située entre le premier radiateur et le deuxième radiateur. Dans le même temps, si dans le premier cas la consommation de transfert d'énergie thermique de 10 kilowatts a été calculée, dans la deuxième section, la quantité d'énergie calculée sera déjà de 9 kilowatts, avec une diminution progressive au fur et à mesure des calculs. La résistance hydraulique doit être calculée simultanément pour les conduites d'alimentation et de retour.
Le calcul hydraulique d'un système de chauffage monotube consiste à calculer le débit du caloporteur
pour la surface calculée selon la formule suivante:
Quch est la charge thermique de la surface calculée en watts. Par exemple, pour notre exemple, la charge thermique sur la première section sera de 10 000 watts ou 10 kilowatts.
s (capacité thermique spécifique pour l'eau) - constante égale à 4,2 kJ / (kg • ° С)
tg est la température du caloporteur chaud dans le système de chauffage.
t® est la température du caloporteur froid dans le système de chauffage.
Calcul hydraulique du système de chauffage: débit du fluide caloporteur
La vitesse minimale du liquide de refroidissement doit prendre une valeur seuil de 0,2 à 0,25 m / s. Si la vitesse est inférieure, l'excès d'air sera libéré du liquide de refroidissement. Cela entraînera l'apparition de sas d'air dans le système, ce qui, à son tour, peut provoquer une défaillance partielle ou complète du système de chauffage. Quant au seuil supérieur, la vitesse du liquide de refroidissement doit atteindre 0,6 à 1,5 m / s. Si la vitesse ne dépasse pas cet indicateur, le bruit hydraulique ne se formera pas dans la canalisation. La pratique montre que la plage de vitesse optimale pour les systèmes de chauffage est de 0,3 à 0,7 m / s.
S'il est nécessaire de calculer plus précisément la plage de vitesse du liquide de refroidissement, vous devrez prendre en compte les paramètres du matériau du tuyau dans le système de chauffage. Plus précisément, vous avez besoin d'un facteur de rugosité pour la surface intérieure de la tuyauterie. Par exemple, lorsqu'il s'agit de canalisations en acier, la vitesse optimale du liquide de refroidissement se situe entre 0,25 et 0,5 m / s. Si le pipeline est en polymère ou en cuivre, la vitesse peut être augmentée à 0,25 - 0,7 m / s. Si vous voulez jouer la sécurité, lisez attentivement la vitesse recommandée par les fabricants d'équipements pour systèmes de chauffage. Une plage plus précise de la vitesse recommandée du liquide de refroidissement dépend du matériau des canalisations utilisées dans le système de chauffage, et plus précisément du coefficient de rugosité de la surface intérieure des canalisations. Par exemple, pour les pipelines en acier, il est préférable de respecter la vitesse du liquide de refroidissement de 0,25 à 0,5 m / s pour le cuivre et le polymère (pipelines en polypropylène, polyéthylène, métal-plastique) de 0,25 à 0,7 m / s, ou d'utiliser les recommandations du fabricant si disponible.
Calcul de la résistance hydraulique du système de chauffage: perte de charge
La perte de pression dans une certaine section du système, également appelée «résistance hydraulique», est la somme de toutes les pertes dues au frottement hydraulique et aux résistances locales. Cet indicateur, mesuré en Pa, est calculé par la formule:
ΔPuch = R * l + ((ρ * ν2) / 2) * Σζ
ν est la vitesse du liquide de refroidissement utilisé, mesurée en m / s.
ρ est la masse volumique du caloporteur, mesurée en kg / m3.
R est la perte de charge dans la canalisation, mesurée en Pa / m.
l est la longueur estimée du pipeline dans la section, mesurée en m.
Σζ est la somme des coefficients des résistances locales dans la zone des équipements et des vannes d'arrêt et de régulation.
Quant à la résistance hydraulique totale, elle est la somme de toutes les résistances hydrauliques des sections calculées.
Calcul hydraulique d'un système de chauffage à deux tubes: sélection de la branche principale du système
Si le système est caractérisé par un mouvement de passage du liquide de refroidissement, alors pour un système à deux tuyaux, la bague de la colonne montante la plus chargée est sélectionnée via le dispositif de chauffage inférieur. Pour un système monotube, un anneau passe par la colonne montante la plus occupée.
Consommation de caloporteur
Le débit du liquide de refroidissement est calculé par la formule:
Cp - capacité thermique spécifique de l'eau, kJ / (kg * deg. C); pour des calculs simplifiés, on le prend égal à 4,19 kJ / (kg * deg. C)
ΔPt est la différence de température à l'entrée et à la sortie; généralement nous prenons l'alimentation et le retour de la chaudière
Calculateur de consommation d'agent de chauffage
(uniquement pour l'eau)
Q = kW; Δt = o C; m = l / s
De la même manière, vous pouvez calculer le débit du liquide de refroidissement à n'importe quelle section du tuyau. Les sections sont sélectionnées de manière à ce que la vitesse de l'eau soit la même dans le tuyau. Ainsi, la division en sections a lieu avant le tee, ou avant la réduction. Il est nécessaire de résumer en termes de puissance tous les radiateurs vers lesquels le liquide de refroidissement s'écoule à travers chaque section du tuyau. Remplacez ensuite la valeur par la formule ci-dessus. Ces calculs doivent être effectués pour les tuyaux devant chaque radiateur.
La vitesse de déplacement de l'eau dans les tuyaux du système de chauffage.
Lors des conférences, on nous a dit que la vitesse optimale de déplacement de l'eau dans le pipeline était de 0,8 à 1,5 m / s. Sur certains sites, je vois quelque chose comme ça (en particulier au maximum un mètre et demi par seconde).
MAIS dans le manuel, on dit qu'il prend des pertes par mètre courant et par vitesse - selon l'application du manuel. Là, les vitesses sont complètement différentes, le maximum, qui est dans la plaque - seulement 0,8 m / s.
Et dans le manuel, j'ai rencontré un exemple de calcul, où les vitesses ne dépassent pas 0,3-0,4 m / s.
Canard, à quoi ça sert? Comment l'accepter du tout (et comment en réalité, en pratique)?
Je joins un écran de la tablette à partir du manuel.
Merci d'avance pour vos réponses!
Que veux-tu? Pour apprendre le "secret militaire" (comment le faire réellement), ou pour réussir le livre de cours? Si seulement un livre de cours - alors selon le manuel, que l'enseignant a écrit et ne sait rien d'autre et ne veut pas savoir. Et si tu fais comment
, n'acceptera pas encore.
0,036 * G ^ 0,53 - pour les colonnes montantes chauffantes
0,034 * G ^ 0,49 - pour les lignes secondaires, jusqu'à ce que la charge diminue à 1/3
0,022 * G ^ 0,49 - pour les sections d'extrémité d'une branche avec une charge de 1/3 de la branche entière
Dans le livre de cours, je l'ai compté comme un manuel. Mais je voulais savoir comment était la situation.
Autrement dit, il s'avère que dans le manuel (Staroverov, M. Stroyizdat) n'est pas non plus correct (vitesses de 0,08 à 0,3-0,4). Mais il n'y a peut-être qu'un exemple de calcul.
Offtop: Autrement dit, vous confirmez également qu'en fait, les anciens SNiP (relativement) ne sont en aucun cas inférieurs aux nouveaux, et quelque part encore mieux. (Beaucoup d'enseignants nous en parlent. Sur la PSP, le doyen dit que leur nouveau SNiP contredit à bien des égards à la fois les lois et lui-même).
Mais en principe, ils ont tout expliqué.
et le calcul d'une diminution des diamètres le long du flux semble économiser des matériaux. mais augmente les coûts de main-d'œuvre pour l'installation. si la main-d'oeuvre est bon marché, cela peut avoir du sens. si la main-d'oeuvre coûte cher, cela ne sert à rien. Et si, sur une grande longueur (chauffage principal), changer le diamètre est bénéfique, à l'intérieur de la maison, se soucier de ces diamètres n'a pas de sens.
et il y a aussi le concept de stabilité hydraulique du système de chauffage - et ici les schémas ShaggyDoc gagnent
Nous déconnectons chaque colonne montante (câblage supérieur) avec une vanne du principal. Duck vient de rencontrer cela juste après la valve, ils ont mis des robinets à double réglage. Est-ce conseillé?
Et comment déconnecter les radiateurs eux-mêmes des connexions: vannes, ou mettre un robinet à double réglage, ou les deux? (c'est-à-dire que si cette grue pouvait complètement fermer le pipeline de cadavres, alors la vanne n'est pas du tout nécessaire?)
Et dans quel but les sections du pipeline sont-elles isolées? (désignation - spirale)
Le système de chauffage est à deux tuyaux.
Je découvre spécifiquement le pipeline d'approvisionnement, la question est ci-dessus.
On a un coefficient de résistance locale à l'entrée d'un flux avec un tour. Plus précisément, nous l'appliquons à l'entrée à travers une persienne dans un canal vertical. Et ce coefficient est égal à 2,5 - ce qui est assez élevé.
Je veux dire, comment trouver quelque chose pour s'en débarrasser. L'une des sorties - si le réseau est «dans le plafond», il n'y aura pas d'entrée avec un tour (bien qu'il soit petit, car l'air sera aspiré le long du plafond, se déplaçant horizontalement, et se déplacera vers ce réseau , tourner dans une direction verticale, mais selon la logique, cela devrait être inférieur à 2,5).
Dans un immeuble à appartements, vous ne pouvez pas faire de grille dans le plafond, voisins. et dans un appartement unifamilial - le plafond ne sera pas beau avec un treillis et des débris peuvent entrer. c'est-à-dire que le problème ne peut pas être résolu de cette façon.
Je perce souvent, puis je le branche
Prenez la puissance calorifique et commencez à partir de la température finale. Sur la base de ces données, vous calculerez de manière absolument fiable
la vitesse. Il sera très probablement 0,2 mS maximum. Des vitesses plus élevées - vous avez besoin d'une pompe.
Sélection rapide des diamètres de tuyaux selon le tableau
Pour les maisons jusqu'à 250 m². à condition qu'il y ait une pompe de 6 et des vannes thermiques de radiateur, vous ne pouvez pas faire un calcul hydraulique complet. Vous pouvez sélectionner les diamètres dans le tableau ci-dessous. Dans de courtes sections, la puissance peut être légèrement dépassée. Des calculs ont été effectués pour le réfrigérant Δt = 10 ° C et v = 0,5 m / s.
| Trompette | Puissance du radiateur, kW |
| Tuyau 14x2 mm | 1.6 |
| Tuyau 16x2 mm | 2,4 |
| Tuyau 16x2,2 mm | 2,2 |
| Tuyau 18x2 mm | 3,23 |
| Tuyau 20x2 mm | 4,2 |
| Tuyau 20x2.8 mm | 3,4 |
| Tuyau 25x3,5 mm | 5,3 |
| Tuyau 26х3 mm | 6,6 |
| Tuyau 32х3 mm | 11,1 |
| Tuyau 32x4,4 mm | 8,9 |
| Tuyau 40x5,5 mm | 13,8 |
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Heat Supply News Magazine n ° 1, 2005, www.ntsn.ru
doctorat O.D. Samarin, professeur agrégé, Université d'État de génie civil de Moscou
Les propositions actuelles concernant la vitesse optimale de circulation de l'eau dans les canalisations des systèmes de chauffage (jusqu'à 3 m / s) et les pertes de charge spécifiques admissibles R (jusqu'à 80 Pa / m) sont principalement basées sur des calculs techniques et économiques. Ils tiennent compte du fait qu'avec une augmentation de la vitesse, les sections transversales des canalisations diminuent et le volume d'isolation thermique diminue, c'est-à-dire l'investissement dans le dispositif de réseau est réduit, mais en même temps les coûts d'exploitation pour le pompage de l'eau augmentent en raison de l'augmentation de la résistance hydraulique, et vice versa. Ensuite, la vitesse optimale correspond au minimum des coûts réduits pour la période d'amortissement estimée du système.
Cependant, dans une économie de marché, il est impératif de prendre en compte l'actualisation des coûts d'exploitation E (roubles / an) et des coûts d'investissement K (roubles). Dans ce cas, la formule de calcul du total des coûts actualisés (CDC), lors de l'utilisation de fonds empruntés, prend la forme suivante:
Dans ce cas, les coefficients d'actualisation des coûts d'investissement et d'exploitation, calculés en fonction de la durée d'amortissement estimée T (années), et du taux d'actualisation p. Cette dernière prend en compte le niveau des risques d'inflation et d'investissement, c'est-à-dire, in fine, le degré d'instabilité économique et la nature de l'évolution des tarifs actuels, et est généralement déterminée par la méthode des estimations d'experts. En première approximation, la valeur de p correspond à l'intérêt annuel d'un emprunt bancaire. En pratique, il peut être prélevé sur le montant du taux de refinancement de la Banque centrale de la Fédération de Russie. À partir du 15 janvier 2004, il est égal à 14% par an.
De plus, on ne sait pas à l'avance que la SDZ minimale, compte tenu de l'actualisation, correspondra au même niveau de vitesse de l'eau et de pertes spécifiques, qui sont recommandées dans la littérature. Par conséquent, il est conseillé d'effectuer de nouveaux calculs en utilisant la fourchette de prix actuelle des pipelines, de l'isolation thermique et de l'électricité. Dans ce cas, si nous supposons que les canalisations fonctionnent dans les conditions d'un mode de résistance quadratique, et calculons la perte de charge spécifique à l'aide des formules données dans la littérature, pour la vitesse optimale de mouvement de l'eau, la formule suivante peut être obtenue:
Ici K ty est le coefficient d'augmentation du coût des canalisations dû à la présence d'isolation thermique. Lors de l'utilisation de matériaux domestiques tels que des tapis en laine minérale, K ti = 1,3 peut être pris. Le paramètre C D est le coût unitaire d'un mètre de pipeline (roubles / m 2), rapporté au diamètre intérieur D (m). Étant donné que les listes de prix indiquent généralement le prix en roubles par tonne de métal C m, le recalcul doit être effectué selon le rapport évident, où est l'épaisseur de la paroi du pipeline (mm), = 7,8 t / m 3 est la densité du pipeline Matériel. La valeur C el correspond au tarif de l'électricité. Selon les données de Mosenergo OJSC pour le premier semestre 2004 pour les consommateurs communaux С el = 1,1723 roubles / kWh.
La formule (2) a été obtenue à partir de la condition d (SDZ) / dv = 0. La détermination des coûts d'exploitation a été réalisée en tenant compte du fait que la rugosité équivalente des parois des canalisations est de 0,5 mm et que le rendement des pompes du réseau est d'environ 0,8. La densité de l'eau p w a été considérée comme égale à 920 kg / m 3 pour la plage de température caractéristique du réseau de chaleur. De plus, on a supposé que la circulation dans le réseau se faisait toute l'année, ce qui est tout à fait justifié, en fonction des besoins d'approvisionnement en eau chaude.
L'analyse de la formule (1) montre que pour des périodes d'amortissement T longues (10 ans et plus), typiques des réseaux de chaleur, le rapport des coefficients d'actualisation est pratiquement égal à sa valeur minimale limite p / 100.Dans ce cas, l'expression (2) donne la vitesse de l'eau la plus basse économiquement réalisable correspondant à la condition où l'intérêt annuel sur un emprunt contracté pour la construction est égal au bénéfice annuel de la réduction des coûts d'exploitation, c'est-à-dire avec une période de récupération infinie. À la date de fin, la vitesse optimale sera plus élevée. Mais dans tous les cas, cette vitesse dépassera celle calculée sans réduction, depuis lors, comme c'est facile à voir, mais dans les conditions modernes, elle est toujours de 1 / T
Les valeurs de la vitesse optimale de l'eau et des pertes de charge spécifiques appropriées correspondantes calculées par l'expression (2) au niveau moyen C D et le rapport limite sont indiquées sur la figure 1. Il convient de garder à l'esprit que la formule (2) comprend la valeur D, qui est inconnue à l'avance, par conséquent, il est d'abord conseillé de définir la valeur moyenne de la vitesse (environ 1,5 m / s), de déterminer le diamètre à un débit d'eau G (kg / h), puis calculez la vitesse réelle et la vitesse optimale en (2)
et vérifiez si v f est supérieur à v opt. Sinon, le diamètre doit être réduit et le calcul répété. Vous pouvez également obtenir le rapport directement entre G et D. Pour le niveau moyen C D, il est illustré à la Fig. 2.
Ainsi, la vitesse de l'eau économiquement optimale dans les réseaux de chaleur calculée pour les conditions d'une économie de marché moderne, en principe, ne dépasse pas les limites recommandées dans la littérature. Cependant, cette vitesse dépend moins du diamètre que si la condition des pertes spécifiques admissibles est remplie, et pour les petits et moyens diamètres, des valeurs R augmentées jusqu'à 300 - 400 Pa / m sont recommandées. Par conséquent, il est préférable de réduire davantage les investissements en capital (en
dans ce cas - pour réduire les sections et augmenter la vitesse), et plus encore, plus le taux d'actualisation est élevé. Par conséquent, le désir de réduire les coûts ponctuels dans la construction de systèmes d'ingénierie, qui est en pratique dans un certain nombre de cas, reçoit une justification théorique.
Littérature
1. AA Ionin et al. Fourniture de chaleur. Manuel pour les universités. - M .: Stroyizdat, 1982, 336 p.
2. V.G. Gagarine. Le critère de récupération des coûts pour l'amélioration de la protection thermique des enveloppes de bâtiments dans différents pays. Sam. rapport conf. NIISF, 2001, p. 43 - 63.
Systèmes de chauffage hydrauliques individuels
Afin d'effectuer correctement le calcul hydraulique du système de chauffage, il est nécessaire de prendre en compte certains des paramètres de fonctionnement du système lui-même. Cela comprend la vitesse du liquide de refroidissement, son débit, la résistance hydraulique des vannes et des canalisations, l'inertie, etc.
Il peut sembler que ces paramètres ne sont en aucun cas liés les uns aux autres. Mais c'est une erreur. Le lien entre eux est direct, il est donc nécessaire de s'appuyer sur eux dans l'analyse.
Donnons un exemple de cette relation. Si vous augmentez la vitesse du liquide de refroidissement, la résistance du pipeline augmentera immédiatement. Si vous augmentez le débit, la vitesse de l'eau chaude dans le système augmente et, en conséquence, la résistance. Si vous augmentez le diamètre des tuyaux, la vitesse de déplacement du liquide de refroidissement diminue, ce qui signifie que la résistance de la canalisation diminue.
Le système de chauffage comprend 4 composants principaux:
- Chaudière.
- Tuyaux.
- Appareils de chauffage.
- Vannes d'arrêt et de contrôle.
Chacun de ces composants a ses propres paramètres de résistance. Les principaux fabricants doivent les indiquer, car les caractéristiques hydrauliques peuvent varier. Ils dépendent en grande partie de la forme, de la conception et même du matériau à partir duquel les composants du système de chauffage sont fabriqués. Et ce sont précisément ces caractéristiques qui sont les plus importantes lors de la réalisation d'une analyse hydraulique du chauffage.
Qu'est-ce que la performance hydraulique? Il s'agit de la perte de charge spécifique. C'est-à-dire que dans chaque type d'élément chauffant, qu'il s'agisse d'un tuyau, d'une vanne, d'une chaudière ou d'un radiateur, il y a toujours une résistance du côté de la structure de l'appareil ou du côté des murs.Par conséquent, en les traversant, le liquide de refroidissement perd sa pression et, par conséquent, sa vitesse.
Tout le monde doit connaître les normes: paramètres du moyen de chauffage du système de chauffage d'un immeuble d'appartements
Les résidents d'immeubles d'appartements pendant la saison froide plus souvent confiez le maintien de la température dans les pièces aux batteries déjà installées chauffage central.
C'est l'avantage des immeubles urbains de grande hauteur sur le secteur privé - de mi-octobre à fin avril, les services publics s'occupent chauffage constant quartiers d'habitation. Mais leur travail n'est pas toujours parfait.
Beaucoup ont rencontré des conduites insuffisamment chaudes lors des gelées hivernales, et avec une véritable attaque de chaleur au printemps. En fait, la température optimale d'un appartement à différentes périodes de l'année est déterminée de manière centralisée, et doit être conforme au GOST accepté.
Normes de chauffage PP RF N ° 354 du 05/06/2011 et GOST
6 mai 2011 a été publié Décret gouvernemental, qui est valable à ce jour. Selon lui, la saison de chauffage ne dépend pas tant de la saison que de la température de l'air extérieur.
Le chauffage central commence à fonctionner, à condition que le thermomètre externe montre la marque en dessous de 8 ° Cet la vague de froid dure au moins cinq jours.
Le sixième jour les tuyaux commencent déjà à chauffer les locaux. Si le réchauffement se produit dans le délai spécifié, la saison de chauffage est reportée. Dans toutes les régions du pays, les batteries se délectent de leur chaleur dès la mi-automne et maintiennent une température confortable jusqu'à fin avril.
Si du givre est venu et que les tuyaux restent froids, cela peut être le résultat problèmes de système. En cas de panne globale ou de réparation incomplète, vous devrez utiliser un chauffage supplémentaire jusqu'à ce que le dysfonctionnement soit éliminé.
Si le problème réside dans les sas qui ont rempli les batteries, contactez l'exploitant. Dans les 24 heures suivant la soumission de la demande, un plombier affecté à la maison arrivera et «soufflera» dans la zone à problèmes.
La norme et les normes des valeurs admissibles de la température de l'air sont énoncées dans le document "GOST R 51617-200. Logement et services communaux. Informations techniques générales ". La gamme de chauffage de l'air dans l'appartement peut varier de 10 à 25 ° C, selon le but de chaque pièce chauffée.
- Les pièces à vivre, qui comprennent les salons, les chambres d'étude, etc., doivent être chauffées à 22 ° C.Fluctuation possible de cette marque jusqu'à 20 ° Csurtout dans les coins froids. La valeur maximale du thermomètre ne doit pas dépasser 24 ° C.
La température est considérée comme optimale. de 19 à 21 ° C, mais le refroidissement par zone est autorisé jusqu'à 18 ° C ou chauffage intense jusqu'à 26 ° C
- Les toilettes suivent la plage de températures de la cuisine. Mais, une salle de bain, ou une salle de bain attenante, est considérée comme une pièce avec un taux d'humidité élevé. Cette partie de l'appartement peut se réchauffer jusqu'à 26 ° Cet super jusqu'à 18 ° C... Bien que, même avec la valeur admissible optimale de 20 ° C, l'utilisation du bain comme prévu est inconfortable.
- La plage de température confortable pour les couloirs est considérée comme comprise entre 18 et 20 ° C.... Mais, en diminuant la marque jusqu'à 16 ° C jugé assez tolérant.
- Les valeurs dans les garde-manger peuvent être encore plus basses. Bien que les limites optimales soient de 16 à 18 ° C, Des marques 12 ou 22 ° C ne dépassez pas les limites de la norme.
- En entrant dans l'escalier, le locataire de la maison peut compter sur une température de l'air d'au moins 16 ° C.
- Une personne est dans l'ascenseur pendant très peu de temps, la température optimale n'est donc que de 5 ° C.
- Les endroits les plus froids d'un immeuble de grande hauteur sont le sous-sol et le grenier. La température peut descendre ici jusqu'à 4 ° C
La chaleur dans la maison dépend également de l'heure de la journée. Il est officiellement reconnu qu'une personne a besoin de moins de chaleur dans un rêve. Sur cette base, abaisser la température dans les pièces 3 degrés de 00h00 à 05h00 du matin n'est pas considérée comme une violation.
Sélection et installation de la pompe
Il y a un certain nombre de facteurs à considérer lors du choix d'une pompe:
- Quel type de liquide de refroidissement sera utilisé, quelle sera sa température.
- Longueur de ligne, matériau du tuyau et diamètre du tuyau.
- Combien de radiateurs (et lesquels - fonte, aluminium, etc.) seront connectés, quelle sera leur taille.
- Le nombre et les types de vannes.
- Y aura-t-il une régulation automatique et comment exactement elle sera organisée.
L'installation de la pompe sur le «retour» prolonge la durée de vie de toutes les pièces du circuit. Il est également conseillé d'installer un filtre devant celui-ci pour éviter d'endommager la roue.
Avant l'installation, la pompe est purgée.
Choix du liquide de refroidissement
L'eau peut être utilisée comme liquide de refroidissement, ainsi que l'un des antigels:
- Éthylène glycol. Une substance toxique qui peut être mortelle. Étant donné que les fuites ne peuvent pas être complètement exclues, il vaut mieux ne pas l'utiliser.
- Solutions aqueuses de glycérine. Leur utilisation nécessite l'utilisation d'éléments d'étanchéité de meilleure qualité, de pièces en caoutchouc non polaires, de certains types de plastiques; L'installation d'une pompe supplémentaire peut être nécessaire. Provoque une corrosion accrue du métal. Dans les lieux de chauffage à des températures élevées (dans la zone du brûleur de la chaudière), la formation d'une substance toxique - l'acroléine est possible.
- Propylène glycol. Cette substance est non toxique, de plus, elle est utilisée comme additif alimentaire. Les éco-antigels sont fabriqués sur sa base.
Les calculs de conception de tous les circuits de chauffage sont basés sur l'utilisation d'eau. Si de l'antigel est utilisé, tous les paramètres doivent être recalculés, car l'antigel est 2 à 3 fois plus visqueux, a une expansion volumétrique beaucoup plus grande et une capacité thermique inférieure. Cela signifie que des radiateurs beaucoup plus puissants (d'environ 40 à 50%), une puissance de chaudière plus élevée et une tête de pompe sont nécessaires.
Paramètres de température du fluide caloporteur dans le système de chauffage
Le système de chauffage d'un immeuble d'appartements est une structure complexe dont la qualité dépend de calculs d'ingénierie corrects même au stade de la conception.
Le liquide de refroidissement chauffé doit non seulement être livré au bâtiment avec une perte de chaleur minimale, mais aussi répartir uniformément dans les pièces à tous les étages.
Si l'appartement est froid, une raison possible est le problème de maintien de la température requise du liquide de refroidissement pendant le ferry.
Optimal et maximum
La température maximale de la batterie a été calculée en fonction des exigences de sécurité. Pour éviter les incendies, le liquide de refroidissement doit être 20 ° C plus froidque la température à laquelle certains matériaux sont capables de combustion spontanée. La norme indique des marques de sécurité dans la plage 65 à 115 ° C
Mais, l'ébullition du liquide à l'intérieur du tuyau est extrêmement indésirable, par conséquent, lorsque la marque est dépassée à 105 ° C peut servir de signal pour prendre des mesures pour refroidir le liquide de refroidissement. La température optimale pour la plupart des systèmes est à 75 ° C Si ce taux est dépassé, la batterie est équipée d'un limiteur spécial.
Le minimum
Le refroidissement maximal possible du liquide de refroidissement dépend de l'intensité requise pour chauffer la pièce. Cet indicateur directement associé à la température extérieure.
En hiver, sous le gel à –20 ° C, le liquide dans le radiateur au débit initial à 77 ° C, ne doit pas être refroidi moins de jusqu'à 67 ° C.
Dans ce cas, l'indicateur est considéré comme la valeur normale dans la déclaration à 70 ° C... Pendant le réchauffement à 0 ° C, la température du fluide chauffant peut chuter jusqu'à 40–45 ° C, et le retour jusqu'à 35 ° C
