Программы для гидравлического расчета систем отопления: Расчеты и программное обеспечение по инженерной сантехнике VALTEC

Как сделать гидравлический расчет системы отопления

Содержание статьи:

Оформление

Программа полностью соответствует требованиям отечественных . Все табличные формы отвечают ГОСТ 21 .602−2011 и ГОСТ 21 .110−2013. Размещение на чертеже рамки с основной надписью осуществляется по ГОСТ Р 21.1101−2013.

Гидравлические схемы и сепараторы

Для повышения точности вычислений был расширен диапазон гидравлических контуров и сепараторов. Гидравлические цепи заменяют трехходовые клапаны на шине символов. Также теплообменники и гидравлические сепараторы теперь могут быть легко интегрированы и рассчитаны непосредственно в вашей конструкции.

Расчет многокотельных систем

Тезисы могут быть гидравлически интегрированы в сеть, и их клапаны и трубы измеряются. Легкая и быстрая в использовании, это будет отличная помощь для вашего творчества на черно-белом и оценить, можно ли найти ваши идеи в реальности или нет, тем самым экономя ваше время и деньги.

В программе реализован следующий функционал: уклон (информация берется с трубопровода), высотная отметка (автоматически считывающая реальную высоту объекта), текстовый элемент (врезка в трубы обозначений трубопровода Т1 и Т2) и спецвыноска.

SketchUp Make

Эта программа предназначается для создания относительно простых трёхмерных объектов, позволяет не просто составить проект самого дома, но и поработать с оформлением интерьера, расстановкой мебели. Принадлежала SketchUp Make компании Google, есть также платная версия SketchUp Pro, но мы будем говорить именно о программах, которыми можно пользоваться бесплатно.

Пользователи отмечают, что SketchUp является простой программой, есть встроенный русификатор, рассчитана на новичков в области 3D-моделирования.

Помимо создания и редактирования 3D-проектов, программа позволяет работать с ландшафтным дизайном , интерьерами, заниматься виртуальной археологией, то есть моделировать исчезнувшие здания, освоить инженерное проектирование. Справочной информации очень много, SketchUp обладает простыми графическими инструментами, такими как «ластик», «кисть» и другими, может конвертировать созданные проекты в различные графические форматы.

Ещё один плюс SketchUp — возможность создать статистику расходования строительных материалов. Конструкции проектируются с точностью до миллиметра. С 2D-чертежами программа не работает.

Ещё одна программа для 3D-моделирования зданий, которой можно пользоваться бесплатно. Можно сделать подробный двухмерный план, который затем преобразуется в трёхмерную модель. Программа позволяет работать с интерьерами, довольно простая, можно менять режимы просмотра готового проекта от прозрачного каркаса до расположения здания среди ландшафта. легко распечатать и сохранить в различных форматах. Envisioneer Express менее популярна, чем SketchUp, но в целом обладает достаточно широким функционалом.

Наглядный пример вычисления для одно горизонтальной и двухтрубной системы отопления сопротивление в трубопроводе

Пример расчета отображает процедуру выполнения гидравлического вычисления. Подбирается участок трубопроводной системы, имеющий значительные тепловые потери. Для примера используется простая схема отопления. Она содержит котел и батареи. В конструкции 10 радиаторов.

Предварительно схема разбивается на участки. На каждом участке сечение труб не меняется. К первому участку относится трубопроводная линия от котла до первого прибора. Второй включает расстояние между первой и второй батареей. Остальные делятся аналогичным образом.

Температура в радиаторах снижается следующим образом. В первом приборе теплоноситель отдает часть тепла, которое уменьшается на 1 кВт. При этом на первом отрезке тепловая энергия имеет значение в 10 кВт, а затем понижается.

Расход теплоносителя считается по следующей формуле: Q=(3.6*Qуч)/(с*(tr-to)).

При этом Qуч – это значение тепловой нагрузки заданного отрезка, с –это удельная теплоемкость воды. Данный показатель имеет постоянное значение. Это 4,2 кДж/кг*с.

tr – это температура жидкости на входе в участок, а to – это температура на выходе.

Существует оптимальная скорость перемещения горячей жидкости внутри системы. Это значение равняется 0,2-0,7м/с. Если цифра снизится, то в конструкции образуются пробки из воздуха.

Для точного расчета скорости стоит учесть материал, из которого изготовлена водопроводная линия. На скорость влияет шероховатость внутренней поверхности изделия.

Для выбора контура рассматривается по отдельности однотрубная и двухтрубная схема.

В первом случае для расчета выбирается стояк с самым большим количеством оборудования. В двухконтурной конструкции для расчета выбирается нагруженный контур. На его основе выполняется вычисление, так как в данном элементе сопротивление выше, чем в остальных.

Для определения размера трубопровода применяется специальная смета. При этом все отрезки схемы суммируются. Теплоотдача трубопроводной линии равняется тепловой энергии, которую выделяет теплоноситель на определенном участке конструкции.

При планировании строительства дома и выполнении отопительного проекта рекомендуется воспользоваться специальным программным обеспечением, которое позволяет просчитать тепловые и гидравлические показатели конструкции с высокой точностью.

Выполнение правильных расчетов влияет на эффективность работы системы регулирования. Сделать гидравлический расчет отопления в частном доме сможет только хороший специалист.

Рабочее окно программы Valtec

Рассмотрим теперь основное окно программы Valtec. Сперва левый столбик:

Выделяем строку «Сведения о проекте» и в правой части окна указываем «Район строительства»:

Если вашего населённого пункта в списках нет, выбираем ближайший.

Далее нужно указать «Тип здания». Т. к. мы делаем расчеты для частного дома, то ставим флажок на «Жилое одноквартирное».

В находящихся ниже строках можно заполнить первые две: «Номер проекта» — 1, «Наименование объекта» — жилой дом. Впрочем, можно не заполнять: это больше нужно для тех, кто проектирует на заказ.

Возвращаемся в левую часть окна программы; вторая сверху строка – «Отопление», в ней есть несколько подпунктов: «Тёплые полы», «Тёплые стены», «Обогрев площадок», «Расчёт теплопотерь», «Отопительные приборы». Сейчас нам нужен только «Расчёт теплопотерь». На этом заголовке нужно кликнуть дважды, после чего правая часть окна поменяется:

Тепловые потери рассчитываются в три этапа, поэтому здесь и три вкладки. В первой вкладке – «Расчет теплопотерь. Этап 1» — автоматически будут заполнены строки под заголовком «Расчётные параметры для выбранного района строительства».

Что делать с полем «Режимы», я расскажу и покажу в следующих материалах, в т. ч. на видео, при расчетах теплопотерь конкретного дома.

Ещё в левом столбце окна программы понадобятся пункты «Гидравлика»:

После расчёта теплопотерь нужно будет сделать гидравлический расчет отопительной системы. Выше уже говорилось, что такой расчет нужен для определения мощности циркуляционного насоса. На самом деле это нужно и для подбора мощности котла.

В следующих материалах я покажу, как выполняется расчет в программе Valtec на конкретном примере.

программа для расчёта системы отопления

Home Plan Pro

Бесплатная программа для создания плана дома, поддерживающая форматы BMP, GIF, JPG. Обладает достаточно простым интерфейсом, может работать с цветовыми палитрами, разными уровнями и слоями, отличается большим числом готовых конструкций, таких как окна, дверные проёмы, предметы меблировки. Готовый план дома Home Plan Pro можно распечатать в нескольких проекциях. Предназначается именно для новичков, а не профессионалов в области архитектуры.

Программа с множеством функций, которые позволяют экспериментировать с трёхмерными изображениями зданий, ландшафта и интерьеров. Примечательно, что с FloorPlan 3D часто работают профессиональные дизайнеры, что говорит о её высоком функционале и преимуществах. Автоматически создаются сведения не только о количестве, но и стоимости материалов, проектируются уровни и этажи, добавляются тексты, крыши, окна и лестницы , библиотека весьма обширна. Есть несколько версий. Работает с такими эффектами, как снег и дождь, эскиз можно посмотреть под любым углом, а дизайн можно спроектировать до самых мелких деталей.

Данную программу можно назвать условно-бесплатной — пользоваться можно только 30 дней с момента установки, после, если будет желание, следует покупать лицензию. CyberMotion 3D-Designer 13 позволяет создавать трёхмерные модели, анимацию, заниматься рендерингом. Программа используется далеко не только для создания проектов и дизайна домов , можно просто заниматься анимацией, делая своих персонажей.

Среди более специализированных программ можно отметить Sweet Home 3D, созданную специально для моделирования дизайна интерьеров, а также «ЛИРА-САПР 2013», предназначенную для расчёта нагрузки на строительные конструкции.

Больше всего положительных отзывов в сети о программе SketchUp, как о программном продукте, наиболее приспособленном для использования новичками.

Ведомость циркуляционных колец, ведомость гидравлического расчета циркуляционных колец и настройки арматуры

Реализован гидравлический расчет систем водяного отопления по СНиП 41−01−2003 (гидравлический расчет главного циркуляционного кольца и гидравлический расчет второстепенных колец). В Менеджере проекта формируются отчеты «Ведомость гидравлического расчета циркуляционных колец» и «Ведомость циркуляционных колец». Обе ведомости можно вывести в Excel.

Автоматическое напольное копирование Для многоэтажных зданий с таким же или аналогичным планом этажа удобно копировать несколько копий типичного этажа. Все скопированные комнаты автоматически перенумеруются на новые этажи, и все описания радиаторов также обновляются.

Вот почему хорошо проверить вашу работу. Например, если вы забыли присоединиться к конвейеру или нарисовать его так близко к подключению, программа предупредит вас о самой ошибке и покажет точное местоположение конвейера. Он даже предупреждает вас о таких ошибках, как подключение фида к обратному и наоборот.

В отчет «Настройки арматуры» выводится информация о всей балансировочной арматуре, используемой в модели: номер стояка, его тип, в каком помещении располагается. Кроме того, здесь отображаются все данные, необходимые для настройки. Отчет можно вывести в Excel.

Общий отчет

В общий отчет выводятся основные параметры проекта, информация о теплоносителе, трубах и расчетные данные. Отчет обновляется при каждом запуске расчетов и может быть выведен в Word и Excel.

Программа отобразит диалог ввода расстояния от стояка в метрах, чтобы найти свободные нагреватели. Если он найдет свободный нагреватель, он подключит его к стояку. В зависимости от относительного положения стояка и нагревателя программа выбирает наиболее подходящий вариант подключения. При подключении двух нагревателей, соединенных с стояком в одной точке, соединение изменяется, чтобы избежать перекрытия трубы.

После подключения к вертикальной трубе поднимающаяся труба автоматически оканчивается на верхнем этаже. Автоматическое подключение радиаторов в полАвтоматизация, однако, избегала нормального подключения радиаторов в полу. Программа решит все случаи, такие как угловые соединения в стене или прямо на пол.

Программа для проектирования трубопроводных систем

       Новая  расчетная программа Aquatherm Project UA

Пакет программ AquathermProjectUA для проектирования внутренних инженерных систем содержит:

1. Программа Aqua—therm 4 HCR — позволяет редактировать планы и развертки любой системы центрального радиаторного отопления в одно- или двухтрубной системе, а также систем отопления полов и стен. Охватывает также системы хладоснабжения. Графический редактор позволяет самостоятельно начертить схему здания, используя сканированные строительные чертежи либо применяя более выгодное для проектировщика решение – импорт строительных чертежей из файлов dwg, dxf,  с распознаванием стен и помещений. Проекции и развертки  с нанесенными системой и результатами расчетов можно также экспортировать в этих  форматах. Программа выполняет комплексный тепловой и гидравлический расчет, а также автоматически создает полную спецификацию материалов.

2. Программа Aquathermheat&energy 4 —  служит для выполнения расчета теплопотерь  здания и сезонного потребления энергии. Программа определяет баланс вентиляционного воздуха в помещениях, рассчитывает температуру воздуха в неотапливаемых помещениях. Программа считывает конструкцию здания из чертежа, записанного программой Aqua-therm 4 HCR, благодаря чему конструкция, загруженная из файла dwg или dxf, либо начерченная в графическом редакторе программы Aqua-therm, требует лишь дополнения таких данных, как  структура стен, данные для вентиляции и т. п. Это новаторское решение значительно уменьшает количество труда, необходимого на выполнения расчетов теплопотерь, а также гарантирует полное соответствие данных в обоих приложениях (эти данные сохраняются в одном файле, который обслуживают обе программы).

3. Программа Aquatherm—san 4 TS – служит для проектирования внутренних систем водоснабжения  и канализации. Оснащена графическим редактором, который позволяет быстро начертить план и развертку системы и дополнить данные . Выполняет гидравлические и тепловые расчеты, а также автоматически создает полную спецификацию материалов. В расчетах циркуляционной сети применяется т.н. термический метод, который соответствует предписаниям DVGW и ДБН Украины. Проекции и развертки  с нанесенными системой и результатами расчетов можно также экспортировать в форматах dwg, dxf.

Загрузить программу Aquatherm Project UA

Программа полноценная, бесплатная, с открытой лицензией до 01.03.2018г.

Для Активации программ необходимо ввести следующие коды:

AD-AQTUA-1700-000-FH – для активации Aquatherm-heat&energy/Aqua-therm 4 HCR

DD-AQTUA-1700-000-UD — для активации Aquatherm-San 4

Скачать справочные и учебные материалы можна по ссылке:

Справка по программе Aqua-therm

Справка по программе_Aquatherm-san

Справка по программе Aquatherm h&e. pdf

Уроки по программе Aquatherm Project UA.pdf

Программа предназначена для определения тепловой мощности системы отопления, подбора отопительных приборов, расчета гидравлической схемы системы отопления и труб для теплого пола и для расчета водопроводных труб для горячего и холодного  водоснабжения. В программе AquathermIntegraCAD применено много решений что ускоряют и облегчают работу над проектом. Важнейшие из них: — графический процесс ввода данных с применением чертежей в AutoCAD; — представление результатов расчетов на схеме и поэтажных планах в форматах dwg и pdf; — многооконная среда, позволяющая одновременно просматривать много типов данных, итогов расчетов и т.д.; — простая совместная работа с принтером, плоттером, с функцией предварительного просмотра страниц перед печатью; — диагностика ошибок, а также функция автоматического их поиска на схеме;

— быстрый доступ к каталогам данных по трубах, отопительных приборов и арматуры.

Скачать программу AquathermIntegraCAD* * Внимание! Для работы программы необходимо приобрести у нас регистрационный ключ доступа к программе. . Скачать демо-версию программы IntegraCAD*

Скачать демо-версию программы IntegraCAD*

* Данная версия имеет некоторые ограничения.

Cправка к программе AquathermIntegraCAD

aquatherm.ua

Онлайн калькуляторы для расчета системы отопления Расчет системы отопления в частном доме и квартире

Расчет системы отопления – это очень важный этап, от которого во многом зависит последующий комфорт и удобство проживания в доме. Мы подготовили для вас десятки бесплатных онлайн-калькуляторов, которые облегчат расчеты, и все они собраны в рубрике «Система отопления»! Но для начала выясним, как вообще рассчитывается отопительная система?

Этап №1. Вначале рассчитываются теплопотери здания – эти сведения необходимы для того, чтобы определить мощность отопительного котла и каждого из радиаторов в частности. В этом вам поможет наш калькулятор теплопотерь! Что характерно, их следует рассчитывать для каждого помещения, в котором имеется наружная стена.

Этап №2. Далее нужно выбрать температурный режим. В среднем, для расчетов используется значение 75/65/20, что полностью соответствует требованиям EN 442. Если выберите именно этот режим, то уж точно не ошибетесь, ведь на него настроена большая часть всех импортных отопительных котлов.

Этап №3. После этого подбирается мощность радиаторов с учетом полученных теплопотерь в помещении. Также вам может пригодиться бесплатный калькулятор расчета количества секций радиатора отопления.

Этап №4. Для подбора подходящего циркуляционного насоса и труб нужного диаметра производится гидравлический расчет. Чтобы выполнить его, нужны специальные знания и соответствующие таблицы. Также можно воспользоваться калькулятором расчета производительности циркуляционного насоса.

Этап №5. Теперь нужно выбрать котел. Детальнее о выборе отопительного котла можно узнать из статей данной рубрики нашего сайта.

Этап №6. В конце необходимо рассчитать объем системы отопления. Ведь именно от вместительности сети будет зависеть объем расширительного бака. Здесь вам поможет калькулятор расчета общего объема системы отопления.

На заметку! Эти, а также многие другие онлайн-калькуляторы можно найти в данной рубрике сайта. Воспользуйтесь ими, чтобы максимально облегчить рабочий процесс!

stroyday.ru

Аппаратное обеспечение

Процессор	Процессор Intel Pentium Core 2 Duo или аналогичные по производительности
Оперативная память	От 1 Гб, рекомендовано 4 Гб и больше при работе с большими проектами
Пространство на жестком диске	Для полной установки программы необходимо около 500 Мб
Монитор	Минимально требуемое разрешение: 1024×768. Рекомендуемое разрешение: 1280×1024 или выше
Видеокарта	Видеоадаптер с OpenGL-совместимой аппаратной 3D-акселерацией.
Дополнительные устройства	DVD-ROM (при установке программы с соответствующего носителя). Выход в Интернет (при online-регистрации программы). Мышь или другие устройства указания.
Дополнительное программное обеспечение	При использовании внешнего редактора таблиц рекомендуется использовать Microsoft Excel. При использовании внешнего текстового редактора рекомендуется использовать Microsoft Word. При использовании внешнего текстового редактора рекомендуется использовать OpenOffice.org.

Каждый, кто планирует строительство собственного дома, задумывается о составлении проекта. Приятно почувствовать себя архитектором и попробовать свои силы, создавая наглядный план будущего дома. Что ж, программы для проектирования домов есть, причём можно выбрать бесплатные версии.

Операционная система

• Microsoft Windows 10 (32- или 64-битная).
• Microsoft Windows 8 (32- или 64-bit), в том числе Enterprise, Pro или Core.
• Microsoft Windows 7 Service Pack 1 (32- или 64-бит), в том числе Enterprise, Ultimate, Professional или Home Premium.
• Microsoft Windows Vista (32- или 64-бит, пакет обновления SP1 или более поздний), в том числе Enterprise, Business, Ultimate или Home Premium edition.

ВНИМАНИЕ!
Для установки и при первом запуске программы в операционной системе должны быть настроены права администратора. . Примечание.
После установки необходимо провести активацию программы посредством Мастера регистрации

В противном случае программа будет работать в демонстрационном режиме.

Примечание.
После установки необходимо провести активацию программы посредством Мастера регистрации. В противном случае программа будет работать в демонстрационном режиме.

Гидравлический и тепловой расчет. Формирование трехмерной твердотельной модели системы отопления

При проведении расчета программа создает полную трехмерную модель системы отопления. Реализована возможность просматривать расчетные параметры в участках сети. На участках производится расчет тепловой нагрузки, расхода теплоносителя, скорости движения, потерь давления в трубах и на местных сопротивлениях, а по результатам этих расчетов осуществляется подбор диаметра труб и числа секций радиаторов.

Расчеты графической сетки позволяют выбирать области системы для определения массы, например. Строительство секторов, этажей или квартир. С помощью большого количества наборов данных производителя для систем трубопроводов и вентиляции, включая все необходимые компоненты, можно без каких-либо дополнительных усилий экспортировать реалистичный список деталей со всеми трубами, фитингами, редукторами и аксессуарами. Идеально подходит для предложения или тендера.

На странице свойств Вход в систему отопления
можно увидеть список колец. Кроме того, имеется возможность визуализации кольца в расчетной модели. Также отображена разность увязки второстепенных колец с главным кольцом. Это позволяет увидеть кольца и найти нужное место установки балансировочной арматуры для увязки второстепенных колец с главным.

Если запрошенная труба или изоляционный материал недоступна в качестве набора данных, он может быть легко и быстро обнаружен как материал, нейтральный для производителя. Результаты расчета автоматически интегрируются в чертеж и обновляются с каждой модификацией расчета. Благодаря свободно конфигурируемым блокам маркировки вы можете контролировать, какие данные расчета должны быть опубликованы с помощью чертежа.

Шаг 1. Расчет теплопотерь дома

Эти данные понадобятся для определения необходимой мощности системы отопления, т.е котла, и тепловой мощности каждого радиатора в отдельности. Для этого можно воспользоваться нашим онлайн-калькулятором теплопотерь. Их нужно рассчитать для каждой комнаты в доме, имеющей наружную стену.

Проверка. Рассчитанные теплопотери каждого помещения делим на его квадратуру и получаем удельные теплопотери в Вт/кв.м. Обычно они варьируются от 50 до 150 Вт/кв.м. Если ваши показатели сильно отличаются от приведенных, то, возможно, была допущена ошибка. Теплопотери комнат верхнего этажа самые большие, затем идут теплопотери первого этажа и меньше всего они у комнат средних этажей.

Программа Oventrop co выбираем полипропиленовые трубы

Oventrop co предназначена для выполнения быстрых расчетов. Перед работой вносятся нужные настройки и подбираются элементы оборудования. При этом создаются разнообразные схемы отопления. В них вносятся изменения. Данная программа для гидравлического расчета позволяет определить расход теплоносителя и выбрать трубы нужного диаметра. Она помогает выполнить вычисления для однотрубной и двухтрубной конструкций. С ней удобно работать. Программа оснащена готовыми блоками и каталогами материалов.

Регулировка существующей конструкции производится с помощью подбора мощности и необходимого оборудования. Программа помогает выбрать характеристики арматуры.

Результаты расчетов можно перевести в операционную систему в удобном варианте.

Инструменты в Главном меню программы Valtec

У Valtec, как и у любой другой программы, вверху расположено главное меню.

Кликаем на кнопку «Файл» и в открывшемся подменю видим стандартные инструменты, известные любому пользователю компьютера по другим программам:

Дальше: «Инструменты» — «Калькулятор»:

— запускается программа «Калькулятор», встроенная в  Windows – для выполнения расчётов:

С помощью «Конвертера» мы будем переводить одни единицы измерения в другие:

Здесь три столбца:

В крайнем левом выбираем ту физическую величину, с которой работаем, например, давление. В среднем столбце — единицу, из которой нужно перевести (например, Паскали – Па), а в правом – в которую нужно перевести (например, в атмосферы технические). В левом верхнем углу калькулятора есть две строки, в верхнюю будем вбивать полученное при расчетах значение, а в нижней будет сразу отображаться перевод в требуемые единицы измерения… Но обо всём  этом поговорим в своё время, когда дойдёт до практики.

А пока продолжаем знакомиться с меню «Инструменты». «Генератор бланков»:

Это нужно для проектировщиков, выполняющих проекты на заказ. Если мы делаем отопление только в своём доме, то «Генератор бланков» нам без надобности.

Следующая кнопка в главном меню программы Valtec – «Стили»:

Она для управления внешним видом окна программы – подстраивает под то программное обеспечение, которое установлено на вашем компьютере. По мне так ненужный прибамбас, т. к. я из тех, для кого главное не «шашечки», а доехать. А вы для себя решайте сами.

Дальше в главном меню кнопка «Справки»:

Рассмотрим более подробно инструменты, находящиеся под этой кнопкой.

В «Климатологии» выбираем район строительства:

Потери тепла в доме зависят не только от материалов стен и прочих конструкций, а и от климата местности, где здание находится. Следовательно, и требования к системе отопления зависят от климата.

В левой колонке находим район, в котором живём (республику, область, край, город). Если нашего населённого пункта здесь нет, то выбираем ближайший.

«Материалы». Здесь перечислены параметры разных строительных материалов, применяемых в конструкциях домов. Именно поэтому при сборе исходных данных (см. предыдущие материалы по проектированию) мы перечисляли материалы стен, полов, потолков:

Инструмент «Проёмы». Здесь сведения по дверным и оконным проёмам:

«Трубы». Здесь собраны сведения о параметрах труб, применяемых в системах отопления: размеры внутренние, наружные, коэффициенты сопротивления, шероховатость внутренних поверхностей:

Это нам понадобится при гидравлических расчётах – для определения мощности .

«Теплоносители». Собственно, здесь ничего кроме характеристик тех теплоносителей, которые могут быть залиты в систему отопления дома:

Эти характеристики — теплоёмкость, плотность, вязкость.

Не всегда в качестве теплоносителя используют воду, бывает, что в систему заливают антифризы, называемые в простонародии «незамерзайками». О выборе теплоносителя поговорим в отдельной статье.

«Потребители» для расчета системы отопления не нужны, т. к. этот инструмент для расчётов систем водоснабжения:

«КМС» (коэффициенты местного сопротивления):

Любой отопительный прибор (радиатор, вентиль, термостат и пр.) создаёт сопротивление для движения теплоносителя, и эти сопротивления нужно учесть, чтобы правильно подобрать мощность  циркуляционного насоса.

«Приборы по DIN». Это, как и «Потребители», больше касается  систем водоснабжения:

Вычисления какие надо и как их провести

Гидравлический расчет– это сложный этап в проектировании системы обогрева. Расчет отопительной конструкции в деревянном или кирпичном строении производится по одинаковой схеме.

Современные системы выполняются из качественных материалов и позволяют вести контроль и отмечать незначительные изменения температуры.

Использование современных схем позволяет уменьшить уровень потребления энергии и повысить экономичность конструкции.

Чтобы выполнить гидравлический расчет трубопроводов получаются следующие данные:

1. Вычисляется показатель теплового баланса отапливаемых строений.
2. Подбирается вид теплообменника и выполняется расстановка.
3. Выбирается разновидность трубопровода и арматура.
4. Выполняется чертеж конструкции. Графический вид схемы отображает тепловые нагрузки и расстояния участков для расчета.
5. Монтируется контур с циркуляцией, который представляет замкнутое кольцо.

Вычисление позволяет получить следующую информацию:

• выбор подходящего сечения труб для работы конструкции;
• обеспечение гидравлической стабильности оборудования в разных областях отопления;
• показатели давления и расхода воды во время работы системы.

Основной задачей расчета является подбор сечения для трубопроводной линии и определение перепадов давления для выбора насоса.

Гидравлический расчет простого трубопровода состоит из следующих этапов:

1. Если известна мощность радиаторов, то производится чертеж расстановки приборов.
2. Определяется расход теплоносителя и диаметра магистрали.
3. Выполняется расчет гидравлического сопротивления трубопровода и выбор насоса.
4. Рассчитывается объем жидкости в конструкции и размеры расширительной емкости.

Для определения расхода теплоносителя применяется следующая формула: G =860q/∆t. При этом G – это расход теплоносителя, q – это мощность батареи; ∆t – это разница температур на обратной и подающей линии. Для определения сечения труб используются таблицы шевелева для гидравлического расчета. В них отображается значение диаметра в зависимости от расхода теплоносителя.

Кроме того, выполняя расчет водоснабжения, требуется учитывать такие показатели как мощность насосного оборудования, понижение температуры и показатель потерь давления.

В чем заключается суть подобного расчета

Главным отличием современных систем является специальный механизм, обеспечивающий гидравлический режим. Современные разработки и высококачественные материалы, которые используются сегодня в системах отопления, дают возможность своевременного реагирования на малейшее температурное колебание. Казалось бы, это очень выгодно: экономится энергия, а следовательно, наши затраты на отопления минимизируются. Но с другой стороны такое оборудование требует специальных знаний касаемо использования высокотехнологичной арматуры регулировки, а также других элементов при обустройстве системы.

Важная информация! Сочетание гидрорасчета и арматуры регулировки – это залог эффективности и работоспособности современных систем отопления.

Существуют некие обстоятельства, ввиду которых мы должны соблюдать приведенные выше условия.

1. Теплоноситель должен подаваться в приборы нагрева в должном количестве – так вы добьетесь баланса тепла при условии, что вы будете задавать температуру в здании, а температура снаружи будет меняться.
2. Отсутствие шума, долговечность и стабильность работы отопительной системы.
3. Минимум затрат при эксплуатации, в частности, электроэнергии, которые направлялись бы на то, чтобы преодолеть гидравлическое сопротивление трубопровода.
4. Затраты на установку системы нужно свести к минимуму,  что в большей мере зависит от диаметра трубопровода.

Видео инструкция

Отчеты о прошедших мероприятиях Группы компаний CSoft

Компания CSoft приняла участие в XX конференции и выставке «Информационное моделирование зданий (BIM). Программное обеспечение для эффективного проектирования и расчетов инженерных систем», организованной Некоммерческим партнерством «Инженеры по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике» (НП «АВОК»).

В этом году в конференции приняли участие 250 специалистов из 55 городов РФ и зарубежья.

Линейка программных продуктов nanoCAD пополнилась решением для проектирования систем отопления зданий и сооружений nanoCAD Отопление 1. 0. Эта программа — первый продукт на платформе nanoCAD, полностью охватывающий один из разделов проектирования ОВ.

Программа Instal-Therm HCR

Программа Instal-Therm HCR предоставляет возможность рассчитать обогрев поверхностей и радиаторы. Она предлагается в комплекте программы Тесе, в которой содержится программа для расчета тепловых потерь, сканирование чертежей и проектирование разных типов водоснабжения. Программа оснащена разнообразными каталогами, которые содержат фитинги, теплоизоляцию, батареи и различную арматуру.

Расчет системы отопления предоставляется в виде спецификаций.

Программный результат расчета предоставляет следующие возможности:

• выбор трубопроводной линии, что позволяет сделать расчет диаметра трубопровода;
• выбор батарей;
• определение высоты для размещения насосного оборудования;
• вычисление значений отопительных поверхностей;
• вычисление температурного значения.

Схема отопления двухэтажного дома

Данная программа не предусматривает функции вывода на печать. В бесплатной версии предоставляется возможность сделать три проекта.

Расчет давления в трубопроводе считается важной составляющей схемы регулирования. Чтобы правильно подобрать регулирующую арматуру потребуются точные данные

От этого зависит работа конструкции.

Базы данных оборудования

База данных содержит около 6000 элементов отопительных систем. Представлены наиболее популярные в России отечественные и зарубежные производители отопительного оборудования, такие как Honeywell, Danfoss, Zetkama, VAN-TUBO, Wilo, Grundfos, ОАО «САНТЕХПРОМ», Global, «Джиель» и др.

Благодаря большому количеству оригинальных данных изготовителя вы можете сделать следующий шаг к реалистичному планированию с помощью проверенных систем и компонентов. Это позволяет рассчитывать с помощью реальных настроек продукта, и в результате вы получаете полное определение массы, включая номера статей. Вы также можете рассчитать с использованием нейтрального материала.

Благодаря визуальной обратной связи входных значений или результатов расчетов возможна быстрая и простая оценка множества данных. Размеры, материалы, а также скорости, потери давления и многое другое прекрасно визуализируются соответствующей окраской сети.

Все базы данных открыты для пополнения пользователем. При этом для создания нового оборудования или редактирования существующего нет необходимости владеть навыками программирования. Достаточно умения работать в простейшем табличном редакторе.

Согласованность данных

Для согласования данных в используется специализированный Менеджер проектов
. Все чертежи, спецификации и прочие документы проекта гарантированно относятся именно к текущему проекту . Это позволяет получать точные спецификации оборудования. Кроме того, спецификация оборудования всегда соответствует текущему состоянию модели систем отопления.

Нелегко найти планы по дизайну сада с бесплатными загрузками. Многие программы предлагают только пробную версию в течение ограниченного времени, однако некоторые предлагают полные версии. Нам удалось собрать достойный отбор, который вы найдете без какой-либо дополнительной пользы. В любом случае, чтобы убедиться, что работа выполнена правильно, лучше всего оценить ее с помощью профессиональной дизайнерской программы, включая весь спектр мебели, электрических и отопительных систем и зданий, чтобы иметь полную и полную программу работы.

С помощью этого бесплатного программного обеспечения для проектирования сада вы можете либо создать его с нуля, либо воспользоваться такими интерактивными темами, как традиционные коттеджные сады. Технология, используемая этой программой, является ударной волной, поэтому перед загрузкой плагина. Использование этой программы очень простое и интуитивно понятное. Вы можете сэкономить до 10 проектов в саду.

Также имеется возможность получать поэтажные спецификации оборудования

Это особенно важно в тех случаях, когда проектируется крупный объект и необходимо определить, какое отопительное оборудование нужно доставить на определенный этаж.

Кроме того, предусмотрена возможность настройки шаблона спецификации, что обеспечивает большое преимущество при получении документации, необходимой пользователю.

Планы по дизайну сада с бесплатной загрузкой

После того, как вы закончите работу, вы сможете распечатать свою работу. Программы, которые являются частью этого отбора, могут быть загружены бесплатно. Это означает, что вы можете использовать их в автономном режиме, поэтому вам не нужно подключаться к Интернету в любое время. Если вы предпочитаете использовать онлайн-программы, вы можете искать то, что, по вашему мнению, наилучшим образом соответствует вашим потребностям между нашими выборами программы для проектирования.

Там, где это возможно, программа привлекает вас

Программа претерпела несколько изменений. Программа предлагает комплексный проект от расчета потерь тепла к . Расчет теплопотерь расчета системы отопления по спецификации подогрева пола и расчета цены. Если вы выходите за пределы активного пола, программа предупреждает вас о предупреждающем сигнале. Вы можете использовать автоматический чертеж в самых сложных деталях, например, при подключении радиатора к стояке. В многоэтажном здании с различными планами этажей ручной рисунок представляет собой трудоемкую и трудоемкую проблему.

Работа с этажами и стояками

В программе реализована возможность загрузить помещения из или . Также инженер может самостоятельно определить контуры помещения и в автоматическом, и в ручном режиме. Можно автоматически пронумеровать помещения, если это не было сделано ранее. А все характеристики и данные по всем этажам и помещениям выводятся в одном диалоговом окне Модель здания/объекта
. Здесь же можно изменить характеристики (свойства) каждого этажа или помещения — теперь для этого не требуется открывать по отдельности каждый чертеж.

На каждом этапе планирования может быть рассчитана программа, рассчитанная программой. Благодаря уже одной схеме трубопровода вы можете быстро определить рабочую гидравлическую систему и детализированные массы для ваших торгов. На другом конце шкалы вычисление с помощью трехмерной модели обеспечивает ближайшую близость к фактической реализации.

Все больше и больше существующих систем обновляются, реконструируются или обновляются. Чтобы рассматривать эти системы в соответствии с реальностью, размеры могут легко фиксироваться в частях сечения или для всей сети. Прямая навигация в системе трубной сети является одним из непревзойденных преимуществ интегрированного вычисления графической сети. Неблагоприятные пути потока или части сечения отображаются непосредственно в модели. И наоборот, вы можете использовать опцию простого выбора объекта в сети, чтобы редактировать свои данные расчета.

Для просмотра и анализа всех спроектированных стояков в здании и редактирования их свойств предназначен Мастер межэтажных соединений.

Интеллектуальные объекты nanoCAD Отопление

Все объекты (трубопроводы, отопительные приборы, трубопроводная арматура и т. д.) являются интеллектуальными. Любой из объектов обладает характерными для этого элемента свойствами, которые в процессе проектирования можно редактировать. Для каждой группы элементов данные свойства имеют определенные характеристики. Для трубопроводов можно выбрать сортамент и типоразмер, для отопительных приборов — типоразмер или количество секций и характеристики обвязки с учетом арматуры, а для трубопроводной арматуры — сортамент и типоразмер.

В этом отношении не требуется ознакомление. Точные данные СМИ уже содержатся. Конечно, вы также можете определить собственные среды. Гидравлическая балансировка может выполняться в основном с помощью термостатических клапанов, клапанов блокировки и оптимального сочетания обоих. Гидравлическая балансировка выполняется на каждую установку и на каждую секцию насоса. Чрезмерное давление регулируется регуляторами дифференциального давления с замкнутым контуром или насосом. Возможны несколько регулирующих клапанов.

Заключение

Радиатор в квартире

Расчет отопления по предложенной формуле и программе основан на использовании средних показателей. Этот метод можно применять для вычисления приблизительной мощности отопительной системы жилого частного дома. В случае сложного отопления, включающего подогрев бассейна, кондиционирование и вентиляцию, а также при расчете системы обогрева производственных объектов и организаций общественного питания требуется обращаться в специализированные проектные организации.

Примерный подбор оборудования для отопления при расчете по средним показателям приемлем и тогда, когда целесообразнее предусмотреть определенный запас мощности теплового генератора, чем платить за работу проектной организации. Потому что стоимость услуг по проектированию может оказаться выше затрат на избыточную мощность. Окончательную комплектацию системы отопления и оборудования во всех случаях необходимо согласовывать со специалистами.

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?

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:

Рекомендуем к прочтению:

• 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.

Рекомендуем к прочтению:

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.

ProjectStudio Отопление

Приложение ProjectStudio Отопление предназначено для проектирования систем отопления зданий и сооружений. Оно включает расчетную (гидравлический и тепловой расчет системы водяного отопления по СНиП 41-01-2003) и графическую части раздела проектирования «Отопление» и автоматическое специфицирование.

Программный продукт ProjectStudio Отопление включает в себя специализированные инструменты инженера-проектировщика отопительных систем. Программа имеет привычный интерфейс стандартной САПР, что позволяет сократить до минимума сроки ее освоения. Из создаваемой модели систем отопления пользователь получает практически всю необходимую документацию. 3D модель системы, аксонометрические схемы, спецификация оборудования и ведомости с отчетами генерируются автоматически.

Все объекты ProjectStudio Отопление (трубопроводы, отопительные приборы, трубопроводная арматура и т.д.) являются интеллектуальными. Любой из них обладает характерными для этого элемента свойствами, которые могут быть изменены пользователем в процессе проектирования.

База данных ProjectStudio Отопление содержит около 6000 элементов отопительных систем. Представлены наиболее популярные в России отечественные и зарубежные производители отопительного оборудования, такие как Honeywell, Danfoss, Zetkama, VAN-TUBO, Wilo, Grundfos, ОАО «САНТЕХПРОМ», Global, «Джиель» и другие. Все базы данных открыты для их пополнения пользователем. Для добавления нового оборудования или редактирования существующих элементов базы данных достаточно иметь навыки работы в простейшем табличном редакторе.

В программе реализована возможность загрузки помещений из ArchiCAD с возможностью автоматического распознавания их контуров и нумерации. Все характеристики и данные по всем этажам и помещениям выводятся в одном диалоговом окне «Модель здания/объекта». Здесь же можно изменить характеристики каждого этажа или помещения без открытия каждого чертежа отдельно.

При проведении гидравлического и теплового расчета программа автоматически создает 3D модель системы отопления. Реализована возможность просмотра расчетных параметров на отдельных участках сети, расчета тепловой нагрузки, расхода теплоносителя, скорости движения, потерь давления в трубах и на местных сопротивлениях. По результатам этих расчетов осуществляется подбор диаметра труб и числа секций радиаторов.

Для согласования данных в ProjectStudio Отопление используется специализированный Менеджер проектов. Все чертежи, спецификации и прочие документы проекта гарантированно относятся именно к текущему проекту. Это позволяет получать точные спецификации оборудования, которые всегда соответствуют текущему состоянию модели системы отопления.

Также имеется возможность получения поэтажных спецификаций оборудования. Это особенно важно при проектировании крупных объектов, когда необходимо определить, какое отопительное оборудование должно быть доставлено на определенный этаж.

В общий отчет о проекте выводятся основные параметры проекта, информация о теплоносителе, трубах и расчетные данные. Этот отчет обновляется при каждом запуске расчетов и может быть передан в в Word и Excel.

Гидравлический расчет систем водяного отопления выполняется по СНиП 41-01-2003. После выполнения расчета в Менеджере проекта формируются отчеты «Ведомость гидравлического расчета циркуляционных колец» и «Ведомость циркуляционных колец». Обе ведомости могут быть выведены в Excel. Также реализован тепловой расчет систем отопления.

Meibes C.O. — Flamco Meibes

В 2011 году компания Майбес выпускает собственную расчетную программу для проектировщиков, которая позволит выполнить полный гидравлический расчет системы центрального отопления для многоквартирных домов и частных коттеджей, а также расчет систем поквартирного учета тепла и децентрализованного приготовления горячей воды Logotherm.

Программа в настоящий момент находится на этапе тестирования и отладки, и в ближайшее время Вы получите возможность работать в ней.

Если Вы заинтересованы в получении программы, пожалуйста, заполните заявку на нашем сайте. Специалист компании Майбес обязательно свяжется с Вами.

Модули программы

• Модуль обвязки котельных до 2,8МВт
• Модуль поквартирного теплоснабжения

Библиотеки оборудования

• Библиотека радиаторной арматуры: Meibes
• Библиотека обвязки котельных до 2,8МВт: Meibes
• Библиотека бойлеров ГВС и аккумуляторов тепла: Meibes
• Библиотека систем поквартирного теплоснабжения: Meibes
• Библиотека радиаторного оборудования: все производители
• Библиотека трубопроводов: все производители
• Библиотека приборов учета: все производители
• Библиотека балансировочной арматуры: все производители

MEIBES C. O.

Программа позволяет выполнить полный гидравлический расчет системы центрального отопления, для многоквартирынх домов и частных коттеджей:

• Модульная обвязка котельных до 85 кВт (Поколение 7)
• Модульная обвязка котельных до 125 кВт
• Модульная обвязка для ИТП и котельных до 2800 кВт
• Бойлеры ГВС и баки аккумулирования теплоносителя
• Предохранительная и вспомогательная арматура для обвязки котельных
• Термостатическая арматура
• Узлы обвязки радиаторов

Функции: подбор диаметров трубопроводов, определение гидравлических сопротивлений циркуляционных колец, расчет потери давления в системе, подбор настроек регулирующей арматуры, учет авторитета термостатических вентилей.

MEIBES C.O. / h3O

Комплекс программ производит полный гидравлический расчет систем поквартирного учета тепла и децентрализованного приготовления горячей воды Logotherm:

• Квартирный модуль учета тепла
• Квартирная станция LogoComfot Basis (отопление/ГВС)
• Квартирная станция LogoComfot Rus (отопление/ГВС)
• Квартирная станция LogoPack (отопление/ГВС)
• Квартирная станция LogoVital (ГВС)
• Квартирная станция LogoFresh (ГВС)

Функции: подбор диаметров трубопроводов,определение гидравлических сопротивлений отдельных элементов системы и требуемого располагаемого давления, расчет требуемого расхода воды в сети циркуляции горячего водоснабжения, подбор регулирующих вентилей и шайб.

Внимание! Для получения программы необходимо зарегистрироваться на сайте, войти под своими учетными данными и скачать программу в меню: скачать программу.

Гидравлический расчет системы отопления: пример, сопротивление отопительных приборов

Гидравлический расчет системы отопления

Централизованный тип постепенно уступает место автономной системе отопления. Многие принимают решение обогревать помещения собственными силами, желая создать идеальное сочетание экономичности, тепла и комфорта. Именно поэтому особую актуальность приобретает гидравлический расчет системы отопления.

На начальном этапе предстоят финансовые траты. Однако новейшее отопительное оборудование обладает инновационным подходом к процессу регулирования подачи тепла по сравнению со старым, поэтому вложенные деньги быстро окупаются. Но такую гармонию могут обеспечить лишь системы, созданные по всем правилам. Они смогут профессионально преодолеть возникающее гидравлическое сопротивление.

Для чего делается расчет

Вычисления производят в первую очередь для того, чтобы определить такие характеристики циркуляционного насоса, как производительность и напор, которые позволят системе отопления работать с наибольшей эффективностью.

Конечно, какую-то циркуляцию в контуре создаст любой насос, даже самый маломощный, но насколько экономичной будет такая схема? Часто бывает так, что и котел исправно работает и радиаторов в доме достаточно, но они не греют из-за слабой циркуляции в системе.

Чтобы контуры отопления работали в полную силу, необходимо, чтобы насос преодолел гидравлическое сопротивление элементов системы потоку воды в трубах, а также потери давления. Но и насос большей мощности, чем нужно, также приведет к нежелательным эффектам. Кроме повышенного расхода электроэнергии, превышение давления плохо скажется на долговечности соединений, а увеличение скорости продвижения теплоносителя приведет к возникновению шумов.

Правильно рассчитанное гидравлическое сопротивление и качественная регулирующая арматура – наиболее эффективное сочетание.

Соблюдение ключевых условий обеспечивают следующие факторы:

• снабжение отопительных приборов должно осуществляться в достаточном объеме для идеального баланса в помещении при температурных колебаниях воздуха снаружи и в жилище;
• минимизация затрат на эксплуатацию, чтобы преодолеть системное гидравлическое сопротивление;
• снижение капитальных затрат во время прокладки отопления.

Что учитывается в расчете?

Перед тем как начинать вычисления, следует выполнить ряд графиче

ских действий (часто для этого применяется специальная программа). Гидравлический расчет предполагает определение показателя баланса тепла помещения, в котором происходит отопительный процесс.

Для расчета системы рассматривается самый протяженный контур отопления, включающий наибольшее количество приборов, фитингов, регулирующей и запорной арматуры и наибольший перепад давления по высоте. В расчете участвуют такие величины:

• материал трубопроводов;
• суммарная длина всех участков трубы;
• диаметр трубопровода;
• изгибы трубопровода;
• сопротивление фитингов, арматуры и отопительных приборов;
• наличие байпасов;
• текучесть теплоносителя.

Чтобы учесть все эти параметры существуют специализированные компьютерные программы, как пример — «НТП Трубопровод», «Oventrop CO», HERZ С.О. версии 3.5. или множество их аналогов, облегчающие специалистам производство расчетов.

Они содержат необходимые справочные данные по каждому элементу системы теплоснабжения и позволяет автоматизировать сам расчет. Однако проделать львиную долю работы, определить узловые точки и внести все данные для расчета и особенности схемы трубопровода придется пользователю. Для удобства целесообразно постепенно заполнять заранее созданную форму в MS excel.

Сделать верные расчеты в части преодоления сопротивления – это самый трудоемкий, но нео

бходимый шаг при проектировании отопительных систем водяного типа.

Выбор радиаторов и длины участков трубопровода

Необходимо определиться с видом устройств для отопления и проставить места их расположение на плане помещения. Далее должно быть принято решение об итоговой конфигурации отопительной системы, вида трубопровода (однотрубный или двухтрубный), арматуры для запора и регулирования (клапана, регуляторы, вентили, датчики давления, расхода и температуры).

Затем на вычерченной схеме указывается номер тепловых нагрузок и точная длина участков, для которых производится расчет. В заключении определяется «циркулирующее кольцо». Оно представляет собой контур замкнутого вида, который включает в себя все последовательные трубопроводные участки, на которых ожидается повышенный расход носителя тепла на расстоянии от источника, излучающего теплоэнергию, до самого дальнего прибора отопления (при двухконтурной системе) или до приборной ветки (при однотрубной системе) и назад к отопительному механизму.

Нюансы

При гидравлическом расчете с помощью компьютера excel – не единственная, хоть и наиболее простая. Для данного вида подсчетов разработаны специализированные программы, с которыми работать значительно проще.

В роли расчетного трубопровода обычно выступает участок, имеющий неизменный расход носителя тепла и постоянный диаметр. Так будет проще получить правильные данные. Он определяется по тепловому балансу помещения.

Нумерация участков должна происходить от теплового источника. Чтобы обозначить узловые точки на трубопроводе, который осуществляет подачу, в местах ответвлений применяют буквы алфавита. На магистралях сборного типа в соответствующих узлах их обозначают штрихами (пример хорошо это иллюстрирует).

Узловые точки на ответвлениях приборных веток обозначаются арабскими цифрами. Каждая соответствует номеру этажа, если применяется система горизонтального типа, или номеру ветки-стояка с приборами, если речь идет о вертикальной системе. В номер всегда входят две цифры – начало и конец участка. Длина трубопроводных участков определяется по плану, который вычерчивается в масштабе. Точность составляет 0,1 м.

Расчет однотрубной системы отопления рекомендуется проводить при одинаковых (постоянных) или различных (переменных) перепадах температуры воды в стояках методом характеристик сопротивления. При этом следует применять верхнюю разводку, при которой обеспечивается движение воды к отопительному прибору «сверху-вниз».

Скачать пример гидравлического расчета

liNear. Программы. BIM Cluster

Комплекс программ для проектирования и расчета систем ОВ и ВК согласно российским и международным стандартам

liNear Analyse

• гидравлический расчет систем отопления, охлаждения, водоснабжения, канализации, газоснабжения по 2D планам и 3D моделям согласно российским стандартам:

  СП 30.13330.2016	Актуализированная редакция
  СНиП 2.04.01-85*	Внутренний водопровод и канализация зданий
  СП 50.13330.2012	Актуализированная редакция
  СНиП 23-02-2003	Тепловая защита зданий
  СП 60.13330.2016	Актуализированная редакция
  СНиП 41-01-2003	Отопление, вентиляция и кондиционирование
  + другие

• балансировка, гидравлический и акустический расчет систем вентиляции
• возможность использования в расчетах любых семейств Revit
• визуализация и наглядное представление результатов расчета
• возможность автоматически перестроить систему в соответствии с результатами расчета

liNear Desktop

• универсальное решение для инженерных систем, представляющее комплексный рабочий процесс по проектированию и созданию моделей
• совместимость с CAD- программами и Revit
• профильные наборы инструментов, удобным образом сгруппированные по разделам проекта
• расширенный функционал множества команд Revit — создание различных видов (в том числе, временных разрезов и 3D-видов), создание пространств и зон, создание параллельных трасс трубопроводов и многое другое
• библиотеки компонентов всех разделов проекта с возможностью их последующей вставки в модель
• возможность быстро в автоматическом режиме разводить между собой инженерные системы
• инструмент создания теплых полов в виде семейств Revit

liNear Building

• расчеты инженерных систем по действующим нормам
• использование теплотехнических данных из архитектурно-строительной модели для выполнения расчета
• составление спецификаций по актуальным каталогам производителей
• расчет и подбор отопительных приборов на основе теплотехнического расчета с их дальнейшей автоматической вставкой в модель

Расчет гидравлического сопротивления: видео и программы

Содержание

1. Видео и программа расчета
2. Инженерный расчет гидравлического сопротивления для одной трубы и для двух последовательных труб
3. Еще одна программа по гидравлическим расчетам

Видео и программа расчета

Скачать программу Valtec v.3.1.3
Скачать инструкцию к программе Valtec v.3.1.3
Скачать программу Valtec v.3.1.0 (старый вариант)

Инженерный расчет гидравлического сопротивления для одной трубы и для двух последовательных труб

Вы так же можете воспользоваться другим вариантом расчета гидравлического сопротивления. Оно более сложное, и служит для более точных расчетов. Скачайте файлы в формате Excel, которые находятся ниже.

• Скачать программу расчета для одной трубы
• Скачать программу расчета для двух последовательных труб

Еще одна программа по гидравлическим расчетам

Ниже вы можете увидеть еще одну программу, в которой можно рассчитать многие параметры. Подробное видео и ссылка на скачивание находятся ниже.

• Скачать программу расчета в формате exe
• Скачать программу расчета в формате rar

Программное обеспечение

Elite — H-Sym

Обзор

Программа Elite Software H-Sym анализирует централизованные системы трубопроводов HVAC, в которых используется холодная и / или горячая вода. При моделировании систем водяных трубопроводов HVAC H-Sym может определять потери давления, фактическое рабочее давление, температуру воздуха и воды, скорости потока и достижимые удельные нагрузки по всей системе. Могут быть определены сложные системы, содержащие трубы всех типов и размеров, изоляцию, котлы, чиллеры, насосы, змеевики, теплообменники, двух- и трехходовые регулирующие клапаны, клапаны регулирования температуры воды, радиаторы и изоляцию.Для труб можно указать размеры, или компания H-Sym может определить их размер для вас.

H-Sym обеспечивает рентабельный способ получения анализа устойчивого состояния существующей или предлагаемой системы. С помощью H-Sym разработчик может исследовать множество альтернативных вариантов конструкции в поисках оптимальной конструкции, обеспечивающей низкую стоимость и надежность работы. Помимо сложных методов моделирования, H-Sym также предоставляет множество рутинных, но полезных функций, таких как автоматическая регулировка значений CFM катушки для высоты, расчет эффективных значений UA катушки непосредственно из данных каталога производителя и возможность автоматического «поиска» эквивалентной длины. всех видов фурнитуры.

H-Sym может быть получен в недорогой гидравлической версии, которая игнорирует настройки температуры воздуха и воды, или может быть получена в полной форме с полным гидравлическим и термическим анализом. Возможность выполнять как гидравлический, так и термический анализ — вот что отличает полную версию H-Sym от конкурентов. Обе версии H-Sym предоставляют подробные отчеты о вводе и выводе. В выходных отчетах отображаются не только рассчитанные результаты, но и все входные данные, используемые в расчетах результатов.H-Sym выполняет очень быстрые вычисления и тщательную проверку ошибок в системе трубопроводной сети.

Метод расчета

H-Sym использует уникальный метод разреженной матрицы для решения задач моделирования трубопроводной сети. Большинство алгоритмов моделирования, используемых в H-Sym, основаны на исследовательской работе, спонсируемой ASHRAE, выполненной Университетом Иллинойса.

Программный ввод

H-Sym — настоящая программа для Windows с панелями инструментов и справочной системой с гиперссылками.Все данные проверяются во время ввода, чтобы нельзя было ввести неправильные данные. Требуются три основных типа данных: общие данные проекта, подробные данные о трубах и данные об оборудовании. Общие данные проекта включают дату, местоположение проекта, имена клиентов, проектировщиков и проектов, высоту, данные о материалах труб и т. Д. Подробные данные о трубах включают номера узлов в начале и конце труб, диаметры, длины, информацию о фитингах, значения изоляции, если таковые имеются, и указание на то, к какому оборудованию подключаются трубы.Данные об оборудовании включают в себя ввод любых котлов, чиллеров, насосов, змеевиков, теплообменников, радиаторов, петлевых клапанов, клапанов регулирования температуры воды и других клапанов. У каждого элемента оборудования также есть определенные данные, которые необходимо ввести. Для бойлеров и чиллеров требуются заданные значения температуры и номинальная мощность. Для насосов необходимо ввести как минимум четыре точки данных из кривой производительности насоса. Клапаны и змеевики требуют, чтобы производитель вводил проектные данные, касающиеся расчетного расхода воды и воздуха, а также температуры воды на входе и выходе.Также необходимо ввести данные нагрузки для змеевиков, радиаторов и теплообменников.

Программный вывод

H-Sym предоставляет четыре основных выходных отчета: входные данные трубы, входные данные оборудования, выходные данные трубы и выходные данные оборудования. В отчете о входных данных трубы перечислены все подробные данные трубы (тип материала, диаметр, длина, фитинги и т. Д.), Введенные для трубопроводной сети. Отчет о входных данных оборудования содержит всю подробную информацию о каждом элементе оборудования (чиллеры, котлы, змеевики, радиаторы, теплообменники, насосы и т. Д.)) указанные в системе. В отчете о выходных данных трубы перечислены поток, скорость, размеры трубы, температура воды на входе, давление воды на входе и выходе, потери давления и любое оборудование для каждой секции трубы. В отчете о выходных данных оборудования перечислены все рабочие условия для каждого элемента оборудования. Чиллеры и котлы показаны с заданными значениями и расчетной мощностью в зависимости от фактической нагрузки. Охлаждающие змеевики и радиаторы показаны с указанием расхода воды, количества воздуха, температуры воздуха на входе и выходе, фактической нагрузки и количества потока обратного клапана.Предусмотрены параметры для указания номера начальной страницы и левого поля.

Доступны две версии

H-Sym можно приобрести в двух вариантах: только гидравлический и полный с теплопередачей. Полная версия H-Sym стоит 999 долларов и обеспечивает полный анализ системы, включая температурные входные и расчетные выходные температуры и нагрузки на оборудование. Версия программы, предназначенная только для гидравлики, стоит 499 долларов, и она обеспечивает тот же анализ, но без температурных входов, выходных значений температуры и анализа нагрузки.Обе версии предоставляют возможность смоделировать полную систему горячего и холодного водоснабжения.

Все функции — Hysopt

Распространение тепловых мощностей, расходов, температур, режимов:

• охлаждение
• отопление
• горячее водоснабжение (вспомогательные агрегаты и котлы с подводящим змеевиком), одновременное увеличение расхода в соответствии со стандартами разнообразия

Методы агрегирования для центрального отопления и одновременной подачи горячей воды:

• Средневзвешенный метод
• max метод

Методы расчета разнесения для ГВС и центрального отопления:

• горячее водоснабжение: немецкий DIN 1988-300 для квартир, немецкий DIN 1988-300 для отелей, немецкий DIN 1988-300 для больниц, датский свод правил DS 439, шведское постановление DHA F: 101, шведское постановление F: 101 для высокий спрос на ГВС, French Costic MTA 2016
• центральное отопление: CIBSE CP1.2, настраиваемый логарифмический метод

Выбор труб:

• В соответствии с желаемыми проектными критериями (максимальный или целевой перепад давления, максимальная скорость)

Типы труб:

• Стальные трубы (сварные): NBN EN 10220/10255
• Трубы стальные (бесшовные): NBN EN 10255/10255
• Стальные трубы (пресион): NBN EN 10305-1 и NBN 10305-2
• Медные трубы: NBN EN 1057 и NBN EN 13349
• Многослойный: NBN EN 15874-2, NBN EN 15875-2, NBN EN 15876-2, NBN ISO 21003-2
• Труба эпоксидная
• ПНД 100 SDR 11

Настраиваемые типы труб, настраиваемые параметры:

• материал лямбда
• внешний диаметр
• внутренний диаметр
• Абсолютная шероховатость
• изоляция лямбда обогрева
• изоляция лямбда охлаждения
• толщина изоляции обогрев
• толщина изоляции охлаждение

Мощные компьютерные алгоритмы для оптимального выбора компонентов для всей установки:

• Концевые узлы: радиаторы, конвекторы, теплый пол, теплообменники,…
• Комбинированная итеративная оптимизация всех насосов, регулирующих клапанов, балансировочных клапанов, автоподачи, PICV (регулирующий клапан, не зависящий от давления), DPCV (регулирующие клапаны перепада давления) во всей установке с учетом (VDI 2073, VDMA 24199: 2005-05) :
  • Требуемый авторитет клапана (2-ходовые клапаны, 3-ходовые клапаны)
  • Оптимизированный минимальный напор для всех насосов
  • Гидравлические весы
• Возможность частичной или полной блокировки проектных переменных в проектах реновации
• Выбор компонентов: общий и / или зависит от производителя

Инструменты для гидравлической балансировки:

• Расчет и настройка балансировочного клапана
• Стратегическая балансировка в очень больших установках
• Компенсация динамического давления

Анализ проекта:

• Анализ реального расхода по сравнению с расчетным расходом
• Анализ конструкций перепада давления
• Анализ средних температур
• Анализ реальных полномочий клапана по сравнению с минимальными полномочиями

Анализ статической частичной нагрузки:

• Визуализация реального расхода и влияния на установку путем ручной регулировки хода регулирующего клапана
• 2-ходовые клапаны, 3-ходовые клапаны, клапаны открытия / закрытия,…

ZuluThermo — гидравлические расчеты тепловых сетей

ZuluThermo — это программный комплекс для анализа и моделирования тепловых сетей.Это мощный инструмент для проектировщиков, техников и инженеров, эксплуатирующих системы централизованного теплоснабжения.

С помощью ZuluThermo вы можете создавать симуляции, отражающие режимы работы тепловых сетей, анализировать аварийные ситуации и оценивать эффективность мер по модернизации и развитию систем централизованного теплоснабжения.

---

ФУНКЦИИ ZULUTHERMO:

ZuluThermo позволяет пользователям анализировать и моделировать тупиковые и кольцевые тепловые сети, в том числе с дожимными насосными станциями и дроссельными устройствами, с одним или несколькими источниками питания.С помощью этой программы вы можете выполнять теплогидравлические расчеты и проектировать сети, схемы которых предлагают множество способов добавления подстанций централизованного теплоснабжения. и станции централизованного теплоснабжения. При проведении гидравлических расчетов возможно использование обобщенных данных потребителей без тепловых нагрузок и конкретных схем подключения потребителей к тепловой сети.
Понимание сетевых компонентов

В настоящее время продукт доступен в следующих конфигурациях:

• ZuluThermo — моделирование тепловых сетей для ZuluGIS

• ZuluNetTools — ActiveX-компоненты для моделирования инженерных сетей

Используя ZuluThermo вместе с ZuluGIS , , , вы можете создать цифровую модель тепловой сети, которая позволит вам решать различные задачи (подробнее).

ПОСТРОЙТЕ МОДЕЛЬ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ

Вы можете построить цифровую модель тепловой сети с помощью графического редактора ZuluGIS. Программа сразу генерирует вычислительную модель и таблицы для каждого объекта. Все, что требуется, это задать параметры расчета для объектов и нажать кнопку для выполнения задачи.

Подробнее о моделировании тепловых сетей читайте здесь.

В качестве геометрической информационной системы ZuluGIS имеет встроенные инструменты, которые позволяют пользователям оценивать результаты расчетов и проверять точность инженерных решений, таких как запросы к базе данных, вывод данных карты, раскраска пользовательской модели, инструменты построения графиков для падающего давления, температуры и т. Д. и т.п.

Цифровые модели и картографические данные можно распечатать или преобразовать в PDF, AutoCAD (dxf) или другие форматы файлов ГИС. Вы также можете распечатать отчет теплогидравлического анализа или сохранить его в виде таблицы Excel.

Разработка и применение одной теплогидравлической программы на основе ANSYS для проектирования керамического покрытия размножителя CFETR

Описание программы

В этой программе предполагается, что устройство протекания охлаждающей жидкости является фиксированным, а именно, охлаждающая жидкость течет вдоль Покрытие в полоидальном направлении сверху вниз, чтобы охладить сначала первую стенку, затем последовательно протекает через все полотно в радиальном направлении.Двумерная схема структуры бланкета приведена на рис. 1, один цвет представляет один вид материала, а слои накапливаются вдоль радиального направления. Каждый слой имеет свой тип материала, размер и ядерное тепловыделение. Согласно характеристике классов и объектов, инкапсулирующих данные на языке C ++ [3], сначала определяется класс бланкета, который включает в себя тип материала, размер и ядерное тепловыделение, каждый слой — это один объект в классе бланкета. Все объекты упаковываются по векторам, определенным в программе, после чего файл журнала [4], который записывает процедуру работы графического интерфейса пользователя и является базовой технологией для поддержки вторичной разработки в ICEM и Fluent, может быть гибко сгенерирован.Часть файла журнала показана на рис. 2. Программа последовательно передает файл журнала в ICEM и Fluent с помощью вызывающего кода, показанного на рис. 3, после чего операция будет выполняться автоматически без утомительной операции с графическим интерфейсом пользователя. Программа выводит визуальное двумерное температурное поле и максимальную температуру каждого слоя, помогая операторам оценить, превышает ли температура конструкции допустимый предел, а затем, в свою очередь, оптимизировать конструкцию конструкции. Вся процедура этой программы представлена ​​на рис.4.

Рис. 1

Двумерная структура одеяла

Рис. 2

Файл журнала для создания точек геометрической модели

Рис. 3

Код, используемый для вызова ICEM и Fluent

Рис. 4

Полная блок-схема этой программы

В дополнение к данным, включая тип материала, размер и ядерное тепловыделение каждого слоя, которые могут быть скорректированы, есть и другие переменные, которые также могут быть изменены, включая скорость теплоносителя, тепловой поток из плазмы и даже высоту вдоль полоидального направления бланкета. адаптация различных схем конструкции бланкетов для CFETR.

Материалы, включенные в эту программу

В соответствии с материалами, которые используются в бланкете, в программе создается соответствующая библиотека материалов. В этой библиотеке хладагент включает гелий и воду, и в эту программу включено соотношение между удельной теплоемкостью, теплопроводностью и плотностью при изменении температуры. Твердый материал включает в себя вольфрам в качестве защитного материала для первой стенки, сталь RAFM в качестве конструкционного материала, тритиевый размножитель и умножитель нейтронов в элементарной форме, включая Be, Be ₁₂ Ti, Li ₄ SiO ₄ , Li ₂ TiO ₃ , Li ₂ O и Li ₂ ZrO ₃ и тритиевый размножитель с нейтронным умножителем в форме галечного слоя, включая Be, Li ₄ SiO ₄ / He, Li ₂ ZrO ₃ / He и Li ₂ TiO ₃ / Be ₁₂ Ti / He.Теплофизические параметры, включенные в эту программу для слоев гальки, включая теплопроводность и объемное соотношение между размножителем и гелием в слоях гальки, временно взяты из справочных материалов [5–9], что дает соотношение, что теплопроводность изменяется при изменении температуры. .

Создание сетки и настройка расчетной модели

С учетом характеристики регулярности двумерной структуры покрытия плавлением, четырехугольник используется для создания сетки, а размер сетки устанавливается как одна регулируемая переменная в программе.Проходы в бланкете связаны с проточным процессом теплопередачи, скорость теплоносителя имеет тенденцию быть выше, чтобы вовремя отвести огромное количество тепла, и текущая модель может быть оценена как турбулентная по числу Рейнольдса в целом. Пограничный слой у стенки канала имеет большое влияние на теплопередачу, тогда первый узел сетки должен быть обеспечен в зоне логарифмического закона, а именно расстояние, обозначенное Y ⁺ между центром первой сетки и стенкой канала, должно быть на уровне разумный диапазон, гарантирующий, что количества зоны у стенки, где эффекты молекулярной вязкости, очевидно, могут быть связаны с количествами зоны турбулентного ядра с помощью полуэмпирических формул в модели турбулентного расчета.Чтобы удовлетворить это требование, в этой программе при вызове Fluent применяется метод процесса адаптации сетки [10] для работы с зоной около стенки канала. Во время итерационных вычислений своевременная корректировка размера ячеек и шага ячеек для адаптации Y ⁺ к диапазону 30–50, который является требованием, необходимым для турбулентной модели. Существует суждение о повторении процесса адаптации сетки до тех пор, пока Y ⁺ не будет удовлетворять требованиям этой программы. При вызове Fluent выбирается стандартная турбулентная модель K-ε, чтобы закрыть член напряжения Рейнольдса для решения уравнения импульса, алгоритм SIMPLE используется для реализации связи давления и скорости, для энергии и импульса выбирается схема второго порядка против ветра. уравнения и стандартная функция стенки канала приняты для работы с величинами в вязком подслое.{+} = 50 \ nu / u _ {\ tau} $$

(3)

где \ (\ bar {c} _ {f} \) — коэффициент трения потока в канале, \ (\ text {Re} _ {\ text {D}} \) — число Рейнольдса, U _e — основная скорость м / с, а ν — динамическая вязкость m ² / с.

Основы инженерного искусства: теплообменники | Гидравлика и пневматика

Загрузите эту статью в формате.Формат PDF

Гидравлические системы

могут использовать один из двух методов управления нагрузкой: метод потери энергии , в котором поток к приводу задается с помощью клапанов, или метод управления объемом , в котором ход регулируемого рабочего объема насос устанавливает скорость, с которой жидкость течет к приводу. Хотя системы, в которых используются насосы переменной производительности, по своей сути более эффективны, они более дороги и не могут реагировать так же быстро, как системы с сервоприводом или пропорциональными клапанами, работающими от источника постоянного давления.

Большинство промышленных гидравлических систем спроектировано с использованием метода потери энергии. Такие системы дешевле построить и более оперативны, потому что энергия системы доступна немедленно. Но из-за присущей этим системам низкой эффективности потери энергии в виде тепла могут превышать механическую мощность, производимую системой. Например, даже хорошо спроектированные электрогидравлические сервоклапаны или системы пропорциональных клапанов могут преобразовывать от 60% до 80% потребляемой мощности в тепло. Хорошо спроектированные несервосистемы могут производить тепловые потери только от 20% до 30%.

Некоторый нагрев гидравлической системы желателен для доведения жидкости до рабочей температуры. Холодное гидравлическое масло имеет более высокую вязкость, чем теплое масло. Таким образом, поддержание рабочей температуры 100 ° F вызовет вялую работу и чрезмерное падение давления в системе, предназначенной для работы при 140 ° F. Когда система начинает работу, например, холодным зимним утром, масло должно нагреваться до тех пор, пока он достигает температуры, при которой тепло выделяется с той же скоростью, что и тепло системы, излучаемое в атмосферу или другую охлаждающую среду.

Если тепловыделение превышает интенсивность излучения, избыточное тепло может вызвать ожог масла, вызвать разложение масла, образовать лак на поверхностях компонентов системы и начать повреждение уплотнений системы. Избыточное тепло рано или поздно вызовет проблемы для любой гидравлической системы. Слишком много тепла разрушает масло, повреждает уплотнения и подшипники и увеличивает износ насосов и других компонентов. Решением этих проблем является включение теплообменника подходящего размера в качестве компонента системы.

Термодинамика

Тепло — это форма энергии, которая перемещается из одной области в другую, когда существует разница температур (градиент) между областями.Тепло естественным образом перетекает из более горячей области в более холодную. Скорость теплопередачи важна для определения того, сколько тепла можно удалить из системы в течение заданного периода времени. Пока он имеет более высокую скорость теплопередачи, теплообменник с физически меньшими размерами может отводить тепло от системы быстрее, чем теплообменник гораздо большего размера.

Определяющее уравнение для любого теплообменника:

q = U X A X ΔT

где:
q — скорость теплопередачи, БТЕ / час,
U — общий коэффициент теплопередачи, БТЕ / час-фут ² — ° F,
A — площадь поверхности теплопередачи, футы ² , а
ΔT — разность температур жидкости, ° F.

Эти три фактора принимают различные формы в зависимости от конкретной конструкции теплообменника и его применения. Изучение уравнения показывает, что увеличение любого коэффициента справа увеличивает скорость теплопередачи прямо пропорционально. Удвоение площади поверхности, контактирующей с нагретой жидкостью, удваивает скорость теплопередачи. Увеличение разницы температур между гидравлическим маслом и охлаждающей жидкостью на 50% увеличивает скорость теплопередачи на 50%.

Тепло отводится от жидкостной системы за счет естественной и принудительной конвекции.Естественная конвекция возникает, когда тепло перемещается от компонентов системы в окружающую атмосферу из-за температурного градиента. В небольших гидравлических системах температуры обычно ниже, чем в больших системах, и передача тепла от масла к трубопроводу и другим поверхностям компонентов часто обеспечивает достаточное охлаждение.

Но если естественная конвекция не может отвести достаточно тепла, необходимо установить теплообменник для регулирования температуры в системе. В теплообменнике для отвода тепла используется принудительная конвекция.Часто может иметь место другой способ передачи тепла — излучение, но его влияние невелико, и его обычно можно игнорировать. Обычно теплообменник необходим для гидравлической системы, если:

• Для стабилизации вязкости масла необходимо специальное ограничение температуры масла
Время выдержки цикла
• составляет основную часть общего рабочего цикла, особенно в системах с насосами постоянной производительности, а
• есть история проблем, связанных с горячим маслом или сокращением срока службы масла или уплотнения.

Механизмы теплопередачи

Рис. 1. Одно-, двух- и четырехходовые теплообменники увеличивают скорость охлаждения, способствуют турбулентности и разрушают слой изоляционной пленки, который существует при ламинарном потоке жидкости. Дефлекторы ускоряют поток масла через кожух по той же причине.

Коэффициент теплопередачи U состоит из нескольких механизмов. Первый — это конвективный перенос тепла от горячей жидкости к стенке, отделяющей ее от холодной жидкости или воздуха.Это можно назвать термическим сопротивлением горячей жидкости , которое зависит в первую очередь от физических и термических свойств жидкости. Турбулентный поток и высокая скорость улучшают скорость передачи тепла.

Второй механизм теплопередачи — это теплопроводность через стенку трубки. Большинство трубок теплообменников изготовлено из меди, алюминиевых сплавов или аналогичных материалов, обладающих высокой теплопроводностью.

Третий механизм — это конвекция тепла от стенки трубки к более холодной жидкости в трубке.Этот механизм действует почти так же, как тепловое сопротивление горячей жидкости. Использование многопроходных схем потока позволяет использовать скорость жидкости и турбулентность для увеличения значений U .

Другими условиями, влияющими на скорость теплопередачи, являются факторы загрязнения, которые могут возникать с обеих сторон труб в течение определенного периода времени. Когда текущая жидкостная система откладывает материал или окалину на граничных стенках, они загрязняются. Этот слой масштаба:

• действует как изолятор
• увеличивает эффективную толщину пленки жидкости, а
• уменьшает распределение скорости жидкости у стенки трубы.

По мере увеличения толщины накипи скорость теплопередачи соответственно уменьшается. Для удаления накипи может потребоваться механическая или химическая очистка, или и то, и другое, когда чрезмерные отложения снижают эффективность теплообменника.

Конфигурации с проходом через трубку

Теплообменники

доступны в одно-, двух- и четырехпроходной конфигурации, рис. 1. Эти многократные проходы являются результатом разделителей в крышках, которые соединяются с сегментными планками на трубных решетках, чтобы вначале проталкивать охлаждающую среду (воду) только через часть трубок.Это заставляет воду течь в один, два или четыре раза длиннее теплообменника, прежде чем она покинет выпускное отверстие.

Рис. 2. Удлиненная поверхность является продолжением оригинальной кожухотрубной конструкции. Большое количество ребер, механически прикрепленных к внешней стороне трубы, увеличивает площадь поверхности для большей теплопередачи. Пучок оребренных труб может быть на 40% меньше, чем обычный кожухотрубный пучок с той же охлаждающей способностью, но при этом потребляет примерно вдвое меньше воды.

Уравнение слева применимо к кожухотрубным теплообменникам, но несколько факторов расширяют и усложняют основное уравнение, поэтому здесь они не рассматриваются.Некоторые основные правила все еще применяются: чем больше площадь, A , тем больше расход, q . Это логично, потому что при заданном коэффициенте теплопередачи более крупные теплообменники могут передавать больше тепла. Схема потока через теплообменник может иметь большое влияние на скорость отвода тепла.

Жидкость может течь в ламинарном, переходном и турбулентном режимах. Когда поток в трубке ламинарный и с низкой скоростью, движение жидкости непосредственно рядом со стенкой трубки практически отсутствует.Этот слой застойной жидкости препятствует передаче тепла и действует как изоляция. Более быстрый турбулентный поток не имеет плавного градиента скорости. Неуклюжая, неуклюжая структура потока может нарушить большую часть неподвижной пленки жидкости. Встроенные препятствия для потока, называемые турбулизаторами , нарушают ламинарный поток, тем самым улучшая теплопередачу. Хотя эти препятствия для потока увеличивают падение давления в теплообменнике, улучшение теплопередачи более чем компенсирует более высокое падение давления.

Водяное охлаждение

Кожухотрубные теплообменники

, рис. 2, имеют внешний фланцевый кожух с торцевыми крышками, надлежащим образом приваренными к концам кожуха. Точный рисунок труб внутри корпуса проходит по длине корпуса и заканчивается торцевыми пластинами. Концы трубок прикреплены к торцевым пластинам, которые герметизируют каждый конец оболочки. Холодная вода течет внутри трубок, а горячее гидравлическое масло течет по трубкам внутри кожуха.

Эти теплообменники изготавливаются из красной латуни, меди, чугуна, адмиралтейской латуни, нержавеющей стали, алюминия или других специальных металлов.Трубки, составляющие пучок труб, или сердечник , расположены в геометрической конфигурации пучка труб (квадратное или треугольное расстояние между осями, если смотреть с концов труб), чтобы способствовать турбулентному потоку. Трубки проходят через несколько перегородок, которые обеспечивают жесткость конструкции и создают лабиринт, через который должна течь горячая жидкость. Такая структура потока улучшает теплопередачу, заставляя горячую жидкость течь перпендикулярно трубкам и способствуя ламинарному потоку. Многие пучки труб для гидравлических систем герметично закрыты кожухом.Доступны модели со съемными трубными пучками, но они более дорогие и имеют другие условия уплотнения на концах кожуха.

Воздушное охлаждение

Когда для приема отработанного тепла используется воздушный сток, используется знакомый теплообменник, подобный показанному на Рисунке 3. Несмотря на то, что он излучает тепло лишь в небольшой степени, его часто называют радиатором вместо конвектора . Он отводит тепло и использует то же уравнение, рассмотренное ранее для описания производительности.

Рис. 3. Масло-воздушные теплообменники, которые часто используются в мобильных устройствах, используют окружающий воздух для получения избыточного тепла. Специально разработанные ребра способствуют турбулентному потоку воздуха для улучшения теплопередачи.

Горячее масло проходит через трубы этих теплообменников, а турбулизаторы помогают разбивать ламинарный поток, способствуя эффективной передаче тепла от жидкости к стенке трубы. Металлы трубок также обладают высокой теплопроводностью.

Застойный воздух вокруг наружных поверхностей трубы представляет проблему в усилиях по увеличению теплопередачи.Неподвижный воздух является плохим проводником и имеет высокое тепловое сопротивление, ограничивающее теплопередачу. Можно предположить, что увеличение потока воздуха через трубки помогает снизить это тепловое сопротивление. Степень уменьшения снова зависит от того, является ли воздушный поток ламинарным или турбулентным. В любом случае воздух по-прежнему препятствует передаче тепла, потому что он не так хорошо проводит тепло, как вода или масло.

Как и в кожухотрубных теплообменниках, увеличение площади поверхности теплопередачи увеличивает способность к теплопередаче.Ребра, физически прикрепленные к трубкам, увеличивают площадь поверхности и, как дополнительное преимущество, помогают разделить ламинарный воздушный поток.

Соображения, которые помогают определить конфигурацию сердечника теплообменника:

Овальные трубы
• способствуют турбулентному потоку при более низких расходах, чем круглые трубы
Круглые трубы
• обеспечивают более высокий расход и меньшие перепады давления, чем овальные трубы
Материалы
• обычно представляют собой адмиралтейскую латунь, латунь, алюминий или сталь. Выбор может зависеть от структурных потребностей или условий обслуживания, и
Ребра
• различаются по теплопередающей способности и чистоте.Типы ребер: плоские, выступающие и с жалюзи, расположенные в порядке возрастания способности создавать турбулентный поток и в порядке убывания возможности очистки.

Новые дизайны

Кожухотрубные теплообменники были основой промышленности уже более 50 лет. Однако недавно были разработаны новые конструкции для повышения эффективности, обеспечения эквивалентной поверхности теплопередачи в меньшей оболочке, но при этом снижения стоимости.

Модель с увеличенной поверхностью добавляет множество ребер на внешние стороны трубок.Эти ребра обеспечивают большую площадь поверхности и улучшают коэффициент теплопередачи, тем самым уменьшая размер теплообменника по сравнению со стандартными кожухотрубными версиями. Однако из-за большей площади внутренней поверхности теплопередачи падение давления соответственно больше, чем в более старых версиях.

Кожухотрубный теплообменник с увеличенной поверхностью также доступен с подпружиненным устройством защиты от скачков давления. При скачках давления в системе открывается перепускной клапан для защиты трубок от повреждения из-за избыточного давления.

Рис. 4. Паяные пластинчатые теплообменники имеют большую площадь поверхности для улучшения теплопередачи в небольшом объеме.

Еще одна новая конструкция теплообменника — это паяный пластинчатый тип типа , рис. 4. Поверхность теплопередачи состоит из ряда пластин из нержавеющей стали, каждая из которых имеет гофрированный рисунок, предназначенный для сочетания высокой прочности, эффективности и сопротивление обрастанию. Количество и дизайн пластин варьируются в зависимости от желаемой теплопередающей способности.Пластины укладываются вместе с тонкими листами меди или никеля между каждой пластиной. Пакет пластин, концевые пластины и соединения спаяны вместе в вакуумной печи, чтобы скрепить пластины вместе по краям и во всех точках контакта. Впускные и выпускные соединения доступны в различных стилях.

Паяный пластинчатый теплообменник компактен, прочен и обеспечивает высокую теплопередачу. Площадь его теплопередающей поверхности сосредоточена в очень небольшом объеме. Гофры на пластинах создают турбулентный поток для увеличения теплопередачи и уменьшения загрязнения.Паяный пластинчатый теплообменник вмещает примерно одну восьмую объема жидкости термически сопоставимого кожухотрубного аналога.

Обычно горячая и холодная жидкости проходят через этот теплообменник только один раз. Поступающие жидкости направляются через чередующиеся параллельные каналы, образованные уложенными друг на друга пластинами каналов. Однократный проход через устройство означает, что длина проточного канала равна высоте теплообменника. Этот короткий путь потока компенсирует любое падение давления, вызванное турбуляцией.

Те же принципы теплопередачи регулируют работу паяных пластинчатых теплообменников. Паяная пластина из нержавеющей стали обеспечивает скорость потока до 20 футов / сек. Эти более высокие скорости в сочетании с турбулентным потоком обеспечивают скорость теплопередачи в три-пять раз выше, чем у кожухотрубных теплообменников. Более высокая скорость теплопередачи означает, что для данной мощности требуется меньшая площадь. Испытания показывают, что конструкция с припаянной пластиной может обрабатывать частицы размером до 0,040 дюйма.без подключения. Если можно встретить более крупные частицы, следует использовать сетчатый фильтр. Из-за своей конструкции эти теплообменники необходимо очищать химическим способом, а не механически.

Пластинчато-ребристый теплообменник отличается компактной, легкой и эффективной конструкцией. Он обеспечивает значительно большее охлаждение на кубический дюйм, чем другие конструкции, описанные ранее. Пластинчато-ребристые теплообменники состоят из оребренных камер, разделенных плоскими пластинами, и направляют жидкости через чередующиеся горячие и холодные каналы.Тепло передается через ребра в проходах, через разделительную пластину и в холодную жидкость через другой набор ребер, рис. 5. Базовая конструкция состоит из чередующихся слоев ребер и пластин, спаянных вместе, чтобы обеспечить ячеистую структуру, обеспечивающую высокое сопротивление. к вибрации и ударам. Поскольку он настолько эффективен, легок и обладает высокой структурной целостностью, он часто используется в гидравлических системах военного и авиационного назначения.

Еще одна причина использования этого типа теплообменника заключается в том, что конструктивная гибкость намного больше у пластинчато-ребристого типа.Размеры оребренных каналов можно легко изменить, изменив высоту ребер. Количество и ширина ребристых каналов также легко варьируется, как и плотность ребер. Размер пластинчато-ребристого теплообменника может быть изменен в соответствии с конкретным диапазоном.

Пластинчато-ребристый теплообменник обычно изготавливается из алюминия, но независимо от материалов конструкции сердечник паяется в печи в контролируемой атмосфере или в высоком вакууме. Поскольку пластинчато-ребристые теплообменники требуют более точного производства, они обычно дороже, чем другие теплообменники, рассмотренные ранее.

Рекомендации по применению

При определении требований к теплообменнику гидравлической системы учитывайте, сколько тепла выделяет система и какие температуры могут выдерживать масло и компоненты системы. Определение потребности в гидравлическом охлаждении может вызвать затруднения, поскольку тепловыделение может изменяться по мере прохождения машины через разные циклы. Кроме того, со временем может измениться температура окружающей среды или выделение тепла.

Рис. 5. Пластинчато-ребристые теплообменники состоят из оребренных камер, разделенных плоскими пластинами, которые направляют жидкость через чередующиеся горячие и холодные каналы.Тепло передается через ребра в проходах, через пластину сепаратора и снова через ребра в холодные жидкости.

Первым шагом в определении требований к теплопередаче системы является определение температурных пределов жидкости и компонентов системы. Эту информацию можно получить у соответствующих поставщиков.

Затем оцените общую тепловую мощность системы перед ее построением. Чтобы получить эту цифру, многие конструкторы используют метод номинального процента входной мощности.При использовании этого метода количество тепла оценивается как процент от общей неэффективности системы, исходя из неэффективности отдельных компонентов, площади водопроводной поверхности и прошлого опыта. Сумма этих процентов умножается на входную мощность в л.с. и преобразуется в БТЕ / мин, БТЕ / час или кВт.

Например, гидравлической системе мощностью 300 л.с. назначается КПД 70% или 210 л.с. Остальные 30%, 90 л.с., теряются в виде тепла. 90 л.с. преобразуются в 3 820 БТЕ / мин, или 229 200 БТЕ / ч, или 67,14 кВт. После того, как система построена, отвод тепла определяется путем измерения повышения температуры жидкости во время работы системы в течение определенного периода времени.Повышение температуры в единицу времени, а также производительность системы определяют подвод тепла.

Чтобы снизить воздействие высоких давлений, теплообменники должны быть установлены в обратной линии резервуара, чтобы снизить их необходимость выдерживать высокое давление. Перепускной клапан защищает их от скачков высокого давления, которые обычно возникают при холодном пуске. Байпасные клапаны также могут быть указаны в зависимости от температуры жидкости. Таким образом, жидкость обходит теплообменник до тех пор, пока не нагреется до заданной температуры, что закрывает перепускной клапан и направляет жидкость через теплообменник.В альтернативном методе трубопроводов используется отдельный контур от резервуара с небольшим насосом для подачи масла через теплообменник. Фильтры часто включаются в эти боковые цепи — или петли почек , как их иногда называют.

Масло-воздушные теплообменники чаще всего используются в мобильных приложениях. Для охлаждения масла доступна охлаждающая жидкость двигателя, но в конечном итоге тепло должно отводиться в окружающий воздух через радиатор. В некоторых установках для охлаждения масла используется отдельная секция радиатора перед вентилятором с приводом от двигателя.

При рассмотрении применения и размеров теплообменников необходимо учитывать установившуюся температуру гидравлической жидкости и время, необходимое для достижения этой температуры. Производитель теплообменника может помочь с применением и выбором. При обращении к представителю будьте готовы предоставить следующее:

• Тепловая нагрузка масла в БТЕ / мин
• расход масла в галлонах в минуту
• максимальная температура масла
• Температура окружающего воздуха при работе системы
• загрязнителей окружающей среды, которые могут повлиять на систему, и
• максимально допустимый перепад давления.

Если теплообменник имеет жидкостное охлаждение, поставщику также необходимо знать температуру и расход охлаждающей воды на входе. Литература большинства производителей включает примеры, шаги и упрощенные уравнения, помогающие правильно рассчитать теплообменники.

Теперь можно сделать выбор теплообменника: с воздушным или водяным охлаждением? Как правило, теплообменники с воздушным охлаждением дороже, чем теплообменники с водяным охлаждением, в расчете на единицу, потому что для других применений, кроме мобильных, для версии с воздушным охлаждением требуется блок вентилятор / двигатель.Но есть еще соображения:

• Расходы на электроэнергию для работы вентилятора
• Затраты на покупку воды, ее перекачивание или, возможно, очистку перед использованием или после слива
• шум вентилятора и отвод горячего воздуха
• забивает охлаждающие поверхности, если мусор попадает в воздух, а
• виброопоры и гибкие трубопроводы.

Теплообменник правильного размера и установленный теплообменник может сэкономить время, деньги и расходы на ремонт. Многие гидравлические системы не должны работать без нее.

Что такое система обратного возврата?

Примечание редактора: Джефф Сайнс является членом команды Рэя Харди в Engineered Software, Inc.

Как добиться равного расхода компонентов в трубопроводной системе с минимальным прерыванием работы и точной настройкой регулирующих клапанов? В системах с несколькими ответвлениями и петлями поток будет идти по пути наименьшего сопротивления. В неконтролируемой системе будет внутренняя разница в потоках к компонентам с общим источником.

На это влияет множество факторов, включая размер трубы, длину, шероховатость, материал, фитинги, изгибы и многое другое. Я даже видел, как операторы добавляли дополнительные изгибы и фитинги на одну ветку, чтобы соответствовать геометрии другой, чтобы поддерживать равный поток через каждую ветку. Хотя это должно работать, оно имеет множество недостатков, таких как дополнительные затраты на компоненты, снижение общей эффективности системы и проблемы, когда компоненты выходят из строя и необходимо производить ремонт.

Изображение 1. Замкнутая система с обратным возвратом.( Изображение предоставлено автором )

Один из вариантов, который потенциально может помочь, — это система обратного возврата. Хотя многие инженеры не слышали об этом простом приеме, он в течение многих лет широко использовался в сфере отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC), чтобы помочь сбалансировать потоки. HVAC имеет много идентичных устройств, требующих равного количества потока, таких как бойлеры и чиллеры, а также их соответствующие излучатели тепла. Это может относиться к любому количеству процессов, от продвинутых, где требуется надежность и повторяемость оборудования, до простого наполнения нескольких резервуаров с одинаковой скоростью.

Самый простой способ запомнить основы системы обратного возврата — использовать аббревиатуру LIFO (Last In, First Out).

Изображение 2. Замкнутая система с прямым возвратом

Система обратного возврата — это тип замкнутой системы, в которой возвратный коллектор подключен к наиболее удаленной гидравлически нагрузке, как показано на Рисунке 1. По сравнению с системой прямого возврата на Рисунке 2, где возвратный коллектор подключен к ближайшей нагрузке. к насосу система обратного возврата распределяет потоки и давление более равномерно по системе, делая ее по своей сути сбалансированной.

Внутренний баланс системы обратного возврата может быть показан при моделировании в компьютерном программном обеспечении и расчетах систем. Давайте сначала посмотрим на распределение давления и расхода в системе прямого возврата. На изображении 3 показана система прямого возврата без контроля нагрузок и насос, рассчитанный на 450 галлонов в минуту (галлонов в минуту), рассчитанный на 150 галлонов в минуту при каждой идентичной загрузке.

Изображение 3. Рассчитана система прямого возврата. Насос рассчитан на 450 галлонов в минуту

Давление на входе для каждой нагрузки уменьшается по мере удаления нагрузки от нагнетания насоса, а давление на выходе каждой нагрузки уменьшается по мере приближения нагрузки к всасыванию насоса.Это создает больший перепад давления на нагрузке 1 и уменьшение перепада давления на каждой нагрузке, чем дальше от подающего насоса находится ответвление. Этот профиль перепада давления вызывает снижение расхода с 155,9 галлонов в минуту при Нагрузке 1 до 145,9 галлонов в минуту при Нагрузке 3, изменение 10 галлонов в минуту (или 6,4 процента) от минимального до максимального расхода. Значения давления и расхода приведены в Таблице 1.

Таблица 1. Распределение давления и расхода в системе прямого возврата.

На рисунке 4 показаны расчеты для идентичной системы за исключением дополнительной длины трубопровода на возвратном коллекторе для создания системы обратного возврата.

Рисунок 4. Расчетная система обратного возврата. Насос рассчитан на 450 галлонов в минуту

Как и в случае с системой прямого возврата, давление на входе для каждой нагрузки уменьшается по мере удаления нагрузки от насоса. Однако, когда возвратный коллектор подключен к нагрузке 3, давление на выходе уменьшается от нагрузки 1 к нагрузке 3 (в противоположность системе прямого возврата). Это вызывает меньшее изменение дифференциального давления для каждой нагрузки в системе. Собственный баланс этой системы обратного возврата дает изменение расхода в 4 раза.4 галлона в минуту, или всего 2,9 процента. В таблице 2 приведены данные о распределении давления и расхода в системе обратного возврата.

Таблица 2. Распределение давления и расхода в системе обратного возврата.

Следует отметить несколько дополнительных моментов относительно результатов расчетов для двух систем. Поскольку для системы обратного возврата требуется дополнительная длина трубы, равная по крайней мере длине возвратного коллектора, возникает дополнительная потеря напора, которую необходимо преодолеть за счет напора насоса. Для этого требуется, чтобы общий напор насоса в системе обратного возврата был выше, чем в системе прямого возврата (147.9 футов против 129,7 футов в этом примере). Наряду с дополнительными капитальными затратами на дополнительные трубопроводы, увеличенный напор насоса приводит к более высоким эксплуатационным расходам и может потребоваться насос и двигатель большего размера для удовлетворения требований системы.

Кроме того, увеличенный напор насоса приводит к более высокому давлению нагнетания, что может повлиять на выбор материала трубы или спецификации, а также на капитальные затраты на трубопровод.

Преимущества сбалансированной по своей сути системы могут перевесить дополнительные затраты, которые могут возникнуть.В зависимости от потребности в точном управлении потоком для каждой нагрузки можно спроектировать систему без дорогостоящих регулирующих клапанов и исключить связанные с ними контроллеры, проводку, пневматические трубки и другие вспомогательные приборы. Проведите углубленный анализ затрат, чтобы определить лучшее решение для любого конкретного приложения.

Чтобы прочитать больше столбцов «Улучшение насосной системы», щелкните здесь.

Гидравлические расчеты для спринклерных систем

Гидравлические расчеты очень важны при проектировании систем противопожарной защиты, поскольку они гарантируют, что по трубопроводу будет поступать достаточно воды для тушения любого пожара.В частности, автоматические спринклерные системы подпадают под действие стандарта NFPA 13 в США, а эквивалентный международный стандарт — EN 12845.

Процедура гидравлического расчета касается трех очень важных аспектов системы пожаротушения:

• В случае пожара, сколько воды потребуется для его тушения?
• Достаточно ли доступной воды?
• Какова оптимальная компоновка системы трубопроводов и какие потери на трение возникают?

---

Получите профессиональный дизайн спринклерной системы пожаротушения для вашего следующего строительного проекта.

Узнать больше

---

Соответствующая конструкция противопожарной защиты защищает ваше здание и его жителей. Если вы разрабатываете коммерческие помещения для сдачи в аренду, надежная противопожарная защита также является ценной характеристикой для потенциальных арендаторов.

Сколько воды требуется для противопожарной защиты?

Перед началом гидравлических расчетов требуется проверка расхода воды. Это может быть достигнуто путем измерения давления и расхода на гидранте, но эта информация также может быть общедоступной в муниципальном управлении водоснабжения.

Могут быть случаи, когда муниципальное водоснабжение недостаточно для противопожарной защиты или недоступно. Когда это происходит, трубопровод может быть спроектирован для забора воды из других источников, которые можно классифицировать как открытые или закрытые:

• Озера, пруды и реки являются примерами открытых источников.
• Подземные, надземные и надземные резервуары для воды являются примерами закрытых источников.

Когда вода поступает из статического источника, такого как озеро или подземный резервуар, для эффективной защиты от пожара требуется дополнительное давление.Это необходимо учитывать в процедуре гидравлического расчета, а повышение давления может быть достигнуто с помощью пожарного насоса или резервуара под давлением.

Конфигурации трубопроводной системы

Компоновку трубопроводов большинства систем противопожарной защиты можно разделить на три основных типа в зависимости от расположения отдельных труб: дерево, петля и сетка.

Конфигурация трубопровода	Описание
Дерево	В этой конфигурации используется основная труба, которая разветвляется на трубы меньшего размера, подобно тому, как у дерева есть ветви, которые растут из его ствола.Отводные трубы обеспечивают водой индивидуальные оросители и другие элементы противопожарной защиты.
Петля	Эта конфигурация также имеет основную трубу, от которой отходят все остальные трубы. Однако основная труба возвращается в начальную точку, завершая цикл у источника.
Сетка	В этой конфигурации используются две основные линии, идущие параллельно друг другу и соединенные меньшими сегментами трубопроводов. К каждому спринклеру ведет более одного маршрута, что снижает трение.

Стандарты противопожарной защиты обычно требуют использования метода Хазена-Вильямса для определения потерь на трение в системе трубопроводов, независимо от используемой компоновки:

• Схема расположения трубопроводов в виде дерева и петли имеет более простую процедуру, и возможны ручные расчеты.
• С другой стороны, компоновка трубопроводов с сеткой требует программного обеспечения для анализа и балансировки потока воды на всех возможных путях.

Современные системы противопожарной защиты обычно проектируются с компьютерными расчетами, независимо от используемой компоновки.Программные расчеты позволяют вносить изменения и пересчеты за небольшую часть времени, необходимого для ручных процедур.

Есть много факторов, которые влияют на интенсивность и масштабы пожара, включая материалы, хранящиеся в здании, и их расположение. Нормы противопожарной защиты содержат таблицы и типовые расчетные значения, полученные в результате десятилетий испытаний и детального моделирования пожаров. Справочник NFPA 13 имеет приложение, в котором описываются теория и процедуры гидравлических расчетов.

Расчет плотности оросителей в зависимости от потребности

Классификация опасности помещения является критическим фактором при проектировании автоматической спринклерной системы. Если опасность возгорания недооценена, полученная спринклерная система будет меньше по размеру для возможных пожаров. Система не сможет потушить пламя, что приведет к значительному материальному ущербу и потенциальным жертвам.

Класс опасности должен определяться опытными инженерами по пожарной безопасности.Нет процедуры расчета, а анализ качественный — это зависит от опыта и ознакомления со стандартами NFPA.

• На основании классификации опасности инженеры по пожарной безопасности могут определить оптимальную схему расположения труб и пожарных спринклеров.
• Следующий шаг — определить максимальное количество спринклеров, которые могут активироваться одновременно, и рассчитать необходимое давление, чтобы гарантировать достаточный поток воды.
• В любом сценарии с менее активными спринклерами, чем предполагается, труб и водоснабжения будет более чем достаточно.

Количество спринклеров, учитываемых при проектных расчетах, в основном определяется классификацией опасности. Однако есть свобода для корректировок, которые дизайнер считает подходящими.

NFPA предоставляет графики, которые устанавливают взаимосвязь между покрываемой площадью и плотностью потока. Проектировщики противопожарной защиты выбирают адекватное сочетание площади и плотности в зависимости от области применения.

• Конструкция пожарного спринклера может варьироваться от высокой плотности потока на небольшой площади до низкой плотности на большой площади.
• В обоих случаях цель состоит в том, чтобы контролировать огонь до того, как он распространится за пределы расчетной области.

Как рассчитать требуемый расход спринклера?

Расчет расхода относительно прост, поскольку инженерам-проектировщикам нужно только умножить площадь покрытия и плотность потока, которая была определена ранее:

• Q (расход) = площадь покрытия x плотность потока

Спринклеры, указанные в списке, обычно содержат требования к минимальному расходу в своих технических характеристиках, которые зависят от расстояния между ними.Требования производителя к потоку должны преобладать, если они превышают расчетные значения.

Как рассчитать необходимое давление в оросителях?

Расчет давления более сложен, поскольку в спринклерных системах пожаротушения происходит преобразование энергии давления в кинетическую энергию. В расчетах используется формула расхода воды через отверстие, основанная на давлении внутри трубы:

• Q (расход) = 29,83 x C _D x d ² x √P
• C _D — коэффициент расхода, который основан на характеристиках отверстия и определяется экспериментально.
• С другой стороны, буквы d и P просто обозначают диаметр и давление.

Поскольку у пожарных спринклеров уже есть расчетный диаметр, все факторы, кроме давления, могут быть объединены в «K-фактор» для упрощения расчетов. В результате получается более компактная формула:

.

Когда требуемый расход (Q) известен, формулу можно изменить следующим образом для расчета необходимого давления (P):

NFPA 13 устанавливает минимальное давление 7 фунтов на квадратный дюйм, даже если процедура расчета дает меньшее значение.Это гарантирует, что спринклеры производят правильный рисунок распыления. Однако NFPA 13 также предоставляет исключения из метода, которые описаны в главе 7. Ниже приведены некоторые примеры:

• Области применения, в которых используются спринклерные системы с сухими трубами.
• Спринклеры быстрого действия для плоских гладких потолков с ограниченной высотой.
• Невоспламеняемые и горючие скрытые пространства в здании.
• Пространства, разделенные на несколько отсеков, где альтернативные методы позволяют использовать меньшее количество спринклеров.
• Жилые блоки и прилегающие коридоры, в которых используется упрощенная процедура с расчетной областью с четырьмя оросителями.

Заключение

К автоматическим спринклерным системам

предъявляются строгие требования к конструкции, что имеет смысл ввиду их важности в противопожарной защите. Разработка спринклерной системы, отвечающей нормам и оптимальной стоимости, является сложной инженерной задачей, требующей опыта противопожарной защиты и знания стандартов.

В Нью-Йорке на всей коммерческой недвижимости, подпадающей под действие местного закона 26, к 1 июля 2019 года должны были быть установлены пожарные спринклеры.