Cách tính toán máy bơm để sưởi ấm: ví dụ về tính toán và quy tắc chọn thiết bị

Sự cố thường gặp

Sự cố phổ biến nhất mà thiết bị cung cấp chất làm mát bơm cưỡng bức bị lỗi là thời gian ngừng hoạt động lâu.

Thông thường, hệ thống sưởi được sử dụng tích cực vào mùa đông, và được tắt vào mùa ấm. Nhưng do nước trong đó không sạch nên theo thời gian sẽ hình thành cặn bẩn trong đường ống.Do sự tích tụ của muối cứng giữa bánh công tác và máy bơm, thiết bị ngừng hoạt động và có thể bị hỏng.

Vấn đề trên được giải quyết dễ dàng. Để làm được điều này, bạn cần cố gắng tự khởi động thiết bị bằng cách tháo đai ốc và quay trục bơm bằng tay. Thường thì hành động này là quá đủ.

Nếu thiết bị vẫn không khởi động, thì cách duy nhất là tháo cánh quạt và sau đó làm sạch kỹ lưỡng máy bơm khỏi cặn muối tích tụ.

Cách chọn và mua máy bơm tuần hoàn

Máy bơm tuần hoàn phải đối mặt với một số nhiệm vụ cụ thể, khác với nước, giếng khoan, hệ thống thoát nước, v.v. Nếu máy bơm tuần hoàn được thiết kế để di chuyển chất lỏng với một điểm vòi cụ thể, thì máy bơm tuần hoàn và tuần hoàn chỉ đơn giản là “lái” chất lỏng theo một vòng tròn.

Tôi muốn tiếp cận lựa chọn có phần không tầm thường và đưa ra một số lựa chọn. Vì vậy, để nói, từ đơn giản đến phức tạp - bắt đầu với các khuyến nghị của các nhà sản xuất và cuối cùng là mô tả cách tính toán một máy bơm tuần hoàn để sưởi ấm bằng cách sử dụng các công thức.

Chọn một máy bơm tuần hoàn

Cách dễ dàng để chọn một máy bơm tuần hoàn để sưởi ấm đã được một trong những người quản lý bán hàng của máy bơm WILO đề xuất.

Giả thiết rằng nhiệt mất mát của căn phòng trên 1 m vuông. sẽ là 100 watt. Công thức tính lưu lượng:

Tổng tổn thất nhiệt tại nhà (kW) x 0,044 \ u003d tiêu thụ máy bơm tuần hoàn (m3 / giờ)

Ví dụ, nếu diện tích của một ngôi nhà riêng là 800 mét vuông m. dòng yêu cầu sẽ là:

(800 x 100) / 1000 \ u003d 80 kW - thất thoát nhiệt tại nhà

80 x 0,044 \ u003d 3,52 mét khối / giờ - tốc độ dòng chảy yêu cầu của bơm tuần hoàn ở nhiệt độ phòng 20 độ. TỪ.

Từ dải WILO, máy bơm TOP-RL 25 / 7.5, STAR-RS 25/7, STAR-RS 25/8 phù hợp với các yêu cầu đó.

Về áp lực.Nếu hệ thống được thiết kế phù hợp với yêu cầu hiện đại (ống nhựa, hệ thống sưởi kín) và không có các giải pháp phi tiêu chuẩn, chẳng hạn như số tầng cao hoặc chiều dài đường ống cấp nhiệt, thì áp suất của các máy bơm trên nên là đủ "đến đầu".

Một lần nữa, việc lựa chọn một máy bơm tuần hoàn như vậy là gần đúng, mặc dù trong hầu hết các trường hợp, nó sẽ thỏa mãn các thông số cần thiết.

Chọn một máy bơm tuần hoàn theo công thức.

Nếu có mong muốn trước khi mua một máy bơm tuần hoàn để hiểu các thông số cần thiết và lựa chọn nó theo công thức, thì những thông tin sau đây sẽ hữu ích.

xác định đầu bơm cần thiết

H = (R x L x k) / 100, trong đó

H là cột bơm cần thiết, m

L là chiều dài của đường ống giữa các điểm xa nhất "ở đó" và "trở lại". Nói cách khác, đây là chiều dài của "vòng" lớn nhất từ ​​máy bơm tuần hoàn trong hệ thống sưởi. (m)

Một ví dụ về tính toán một máy bơm tuần hoàn bằng công thức

Có một ngôi nhà ba tầng, kích thước 12m x 15m. Tầng cao 3 m.Nhà được sưởi ấm bằng các bộ tản nhiệt (∆ T = 20 ° C) với các đầu ổn nhiệt. Hãy tính toán:

sản lượng nhiệt yêu cầu

N (ot. Pl) \ u003d 0,1 (kW / sq.m.) x 12 (m) x 15 (m) x 3 tầng \ u003d 54 kW

tính toán tốc độ dòng chảy của bơm tuần hoàn

Q \ u003d (0,86 x 54) / 20 \ u003d 2,33 mét khối / giờ

tính toán đầu bơm

Nhà sản xuất ống nhựa TECE khuyến nghị sử dụng ống có đường kính mà tốc độ dòng chất lỏng là 0,55-0,75 m / s, điện trở suất của thành ống là 100-250 Pa / m. Trong trường hợp của chúng tôi, có thể sử dụng ống có đường kính 40mm (11/4 ″) cho hệ thống sưởi. Ở tốc độ dòng chảy 2.319 mét khối một giờ, tốc độ dòng nước làm mát sẽ là 0,75 m / s, điện trở riêng của một mét thành ống là 181 Pa / m (0,02 m cột nước).

WILO YONOS PICO 25 / 1-8

Bộ lưu điện GRUNDFOS 25-70

Hầu hết tất cả các nhà sản xuất, bao gồm cả những "ông lớn" như WILO và GRUNDFOS, đều đặt trên trang web của họ các chương trình đặc biệt để lựa chọn máy bơm tuần hoàn. Đối với các công ty nói trên, đây là WILO SELECT và GRUNDFOS WebCam.

Các chương trình rất thuận tiện và dễ sử dụng.

Đặc biệt cần chú ý đến việc nhập chính xác các giá trị, điều này thường gây khó khăn cho người dùng chưa qua đào tạo.

Mua máy bơm tuần hoàn

Khi mua máy bơm tuần hoàn, cần đặc biệt chú ý đến người bán. Hiện nay, rất nhiều sản phẩm giả mạo đang “dạo chơi” trên thị trường Ukraina. Làm sao có thể giải thích được rằng giá bán lẻ của một chiếc máy bơm tuần hoàn trên thị trường có thể rẻ hơn 3-4 lần so với giá đại diện của nhà sản xuất?

Làm sao có thể giải thích được rằng giá bán lẻ của một chiếc máy bơm tuần hoàn trên thị trường có thể rẻ hơn 3-4 lần so với giá đại diện của nhà sản xuất?

Theo các nhà phân tích, máy bơm tuần hoàn trong nước dẫn đầu về mức tiêu thụ năng lượng. Trong những năm gần đây, các công ty đã đưa ra những sản phẩm mới rất thú vị - máy bơm tuần hoàn tiết kiệm năng lượng với khả năng điều khiển công suất tự động. Từ dòng sản phẩm gia dụng, WILO có YONOS PICO, GRUNDFOS có ALFA2. Những máy bơm như vậy tiêu thụ điện ít hơn một số bậc và tiết kiệm đáng kể chi phí tiền bạc của chủ sở hữu.

Tính toán tổn thất nhiệt

Giai đoạn đầu tiên của tính toán là tính toán sự mất nhiệt của căn phòng. Trần nhà, sàn nhà, số lượng cửa sổ, vật liệu làm tường, sự hiện diện của nội thất hoặc cửa trước - tất cả đều là những nguồn thất thoát nhiệt.

Hãy xem xét ví dụ về một căn phòng ở góc với thể tích 24,3 mét khối. m:

• diện tích phòng - 18 sq. m. (6 m x 3 m)
• tầng 1
• chiều cao trần 2,75 m,
• tường bên ngoài - 2 chiếc.từ một thanh (độ dày 18 cm), được bao bọc từ bên trong bằng tấm thạch cao và dán lên bằng giấy dán tường,
• cửa sổ - 2 chiếc, mỗi chiếc 1,6m x 1,1m
• sàn - gỗ cách nhiệt, bên dưới - sàn phụ.

Tính toán diện tích bề mặt:

• tường ngoài trừ cửa sổ: S1 = (6 + 3) x 2,7 - 2 × 1,1 × 1,6 = 20,78 sq. m.
• cửa sổ: S2 \ u003d 2 × 1,1 × 1,6 \ u003d 3,52 sq. m.
• sàn: S3 = 6 × 3 = 18 sq. m.
• trần: S4 = 6 × 3 = 18 sq. m.

Bây giờ, với tất cả các tính toán về các khu vực tỏa nhiệt, chúng ta hãy ước tính sự mất nhiệt của từng khu vực:

• Q1 \ u003d S1 x 62 \ u003d 20,78 × 62 \ u003d 1289 W
• Q2 = S2 x 135 = 3x135 = 405W
• Q3 = S3 x 35 = 18 × 35 = 630W
• Q4 = S4 x 27 = 18x27 = 486W
• Q5 = Q + Q2 + Q3 + Q4 = 2810W

Tại sao bạn cần tính toán

Máy bơm tuần hoàn được lắp đặt trong hệ thống sưởi phải giải quyết hiệu quả hai nhiệm vụ chính:

1. tạo ra trong đường ống một áp suất chất lỏng để có thể vượt qua lực cản thủy lực trong các phần tử của hệ thống sưởi;
2. đảm bảo sự chuyển động liên tục của lượng chất làm mát cần thiết qua tất cả các phần tử của hệ thống sưởi.

Khi thực hiện phép tính như vậy, hai tham số chính được tính đến:

• tổng nhu cầu của tòa nhà đối với năng lượng nhiệt;
• tổng lực cản thủy lực của tất cả các phần tử của hệ thống sưởi đang được tạo ra.

Bảng 1. Nhiệt điện cho các phòng khác nhau

Sau khi xác định được các thông số này, người ta đã có thể tính toán được máy bơm ly tâm và dựa vào các giá trị thu được để chọn máy bơm tuần hoàn có các đặc tính kỹ thuật thích hợp. Máy bơm được chọn theo cách này sẽ không chỉ cung cấp áp suất cần thiết của chất làm mát và sự tuần hoàn liên tục của nó, mà còn hoạt động mà không tải quá tải, có thể khiến thiết bị nhanh chóng hỏng hóc.

Tính toán chiều cao đầu

Hiện tại, các dữ liệu chính cho việc lựa chọn một máy bơm tuần hoàn đã được tính toán, sau đó cần phải tính toán áp suất của chất làm mát, điều này là cần thiết cho hoạt động thành công của tất cả các thiết bị. Điều này có thể được thực hiện như sau: Hpu = R * L * ZF / 1000. Thông số:

• Hpu là công suất hoặc cột áp của máy bơm, được đo bằng mét;
• R được biểu thị là tổn thất trong các đường ống cung cấp, Pa / M;
• L là chiều dài đường viền của phòng được sưởi ấm, các phép đo được tính bằng mét;
• ZF được sử dụng để biểu diễn hệ số cản (thủy lực).

Đường kính của các đường ống có thể thay đổi rất nhiều, do đó, thông số R có phạm vi đáng kể từ năm mươi đến một trăm năm mươi Pa trên mét, đối với vị trí được chọn trong ví dụ, cần phải tính đến chỉ số R cao nhất từ kích thước của phòng sưởi. Tất cả các chỉ số của ngôi nhà được cộng lại, sau đó nhân với 2. Với diện tích một ngôi nhà là ba trăm mét vuông, chúng ta hãy lấy ví dụ, chiều dài ngôi nhà là ba mươi mét, chiều rộng là mười mét và chiều cao là hai mét rưỡi. Trong kết quả này: L \ u003d (30 + 10 + 2,5) * 2, tương đương 85 mét. Hệ số dễ nhất. Điện trở ZF được xác định như sau: khi có van nhiệt tĩnh, nó bằng - 2,2 m, khi không có - 1,3. Chúng tôi lấy cái lớn nhất. 150 * 85 * 2,2 / 10000 = 85 mét.

Đọc thêm:

Cách làm việc trong EXCEL

Việc sử dụng bảng Excel rất tiện lợi, vì kết quả tính toán thủy lực luôn được thu gọn dưới dạng bảng. Nó là đủ để xác định trình tự của các hành động và chuẩn bị các công thức chính xác.

Nhập dữ liệu ban đầu

Một ô được chọn và một giá trị được nhập. Tất cả các thông tin khác chỉ được tính đến.

Tế bào	Giá trị	Ý nghĩa, chỉ định, đơn vị biểu hiện
D4	45,000	Tiêu thụ nước G tính bằng t / h
D5	95,0	Nhiệt độ đầu vào thiếc tính bằng ° C
D6	70,0	Nhiệt độ đầu ra tính bằng ° C
D7	100,0	Đường kính trong d, mm
D8	100,000	Chiều dài, L tính bằng m
D9	1,000	Độ nhám của ống tương đương ∆ tính bằng mm
D10	1,89	Số lượng tỷ lệ cược điện trở cục bộ - Σ (ξ)

• giá trị trong D9 được lấy từ thư mục;
• giá trị trong D10 đặc trưng cho điện trở tại các mối hàn.

Công thức và thuật toán

Chúng tôi chọn các ô và nhập thuật toán, cũng như các công thức của thủy lực lý thuyết.

Tế bào	Thuật toán	Công thức	Kết quả	Giá trị kết quả
D12	!LỖI! D5 không chứa số hoặc biểu thức	tav = (tin + tout) / 2	82,5	Nhiệt độ nước trung bình tav tính bằng ° C
D13	!LỖI! D12 không chứa số hoặc biểu thức	n = 0,0178 / (1 + 0,0337 * tav + 0,000221 * tav2)	0,003368	hệ số động học. độ nhớt của nước - n, cm2 / s tại tav
D14	!LỖI! D12 không chứa số hoặc biểu thức	ρ = (- 0,003 * tav2-0.1511 * tav + 1003, 1) / 1000	0,970	Tỷ trọng trung bình của nước ρ, t / m3 tại tav
D15	!LỖI! D4 không chứa số hoặc biểu thức	G ’= G * 1000 / (ρ * 60)	773,024	Tiêu thụ nước G ’, l / phút
D16	!LỖI! D4 không chứa số hoặc biểu thức	v = 4 * G: (ρ * π * (d: 1000) 2 * 3600)	1,640	Tốc độ nước v, m / s
D17	!LỖI! D16 không chứa số hoặc biểu thức	Re = v * d * 10 / n	487001,4	Số Reynolds Re
D18	!LỖI! Ô D17 không hiện hữu	λ = 64 / Re ở Re≤2320 λ = 0,0000147 * Re ở 2320≤Re≤4000 λ = 0,11 * (68 / Re + ∆ / d) 0,25 ở Re≥4000	0,035	Hệ số ma sát thủy lực λ
D19	!LỖI! Ô D18 không tồn tại	R = λ * v2 * ρ * 100 / (2 * 9,81 * d)	0,004645	Tổn thất áp suất ma sát riêng R, kg / (cm2 * m)
D20	!LỖI! Ô D19 không tồn tại	dPtr = R * L	0,464485	Tổn thất áp suất ma sát dPtr, kg / cm2
D21	!LỖI! Ô D20 không tồn tại	dPtr = dPtr * 9,81 * 10000	45565,9	và Pa tương ứng D20
D22	!LỖI! D10 không chứa số hoặc biểu thức	dPms = Σ (ξ) * v2 * ρ / (2 * 9,81 * 10)	0,025150	Tổn thất áp suất trong điện trở cục bộ dPms tính bằng kg / cm2
D23	!LỖI! Ô D22 không tồn tại	dPtr \ u003d dPms * 9,81 * 10000	2467,2	và Pa tương ứng là D22
D24	!LỖI! Ô D20 không tồn tại	dP = dPtr + dPms	0,489634	Tổn thất áp suất ước tính dP, kg / cm2
D25	!LỖI! Ô D24 không tồn tại	dP = dP * 9,81 * 10000	48033,1	và Pa tương ứng là D24
D26	!LỖI! Ô D25 không tồn tại	S = dP / G2	23,720	Đặc tính điện trở S, Pa / (t / h) 2

• giá trị D15 được tính lại theo lít, do đó dễ dàng nhận biết tốc độ dòng chảy hơn;
• ô D16 - thêm định dạng theo điều kiện: "Nếu v không nằm trong khoảng 0,25 ... 1,5 m / s, thì nền của ô là màu đỏ / phông chữ là màu trắng."

Đối với đường ống có độ cao chênh lệch giữa đầu vào và đầu ra, áp suất tĩnh được thêm vào kết quả: 1 kg / cm2 trên 10 m.

Đăng ký kết quả

Bảng màu của tác giả mang một tải chức năng:

• Các ô màu ngọc lam nhạt chứa dữ liệu ban đầu - chúng có thể được thay đổi.
• Các ô màu xanh lục nhạt là các hằng số đầu vào hoặc dữ liệu ít có thể thay đổi.
• Các ô màu vàng là tính toán sơ bộ phụ trợ.
• Các ô màu vàng nhạt là kết quả của các phép tính.
• Phông chữ:
  • màu xanh lam - dữ liệu ban đầu;
  • đen - kết quả trung gian / không chính;
  • màu đỏ - kết quả chính và cuối cùng của tính toán thủy lực.

Kết quả trong bảng tính Excel

Ví dụ từ Alexander Vorobyov

Một ví dụ về tính toán thủy lực đơn giản trong Excel cho phần đường ống nằm ngang.

Dữ liệu ban đầu:

• chiều dài ống 100 mét;
• ø108 mm;
• tường dày 4 mm.

Bảng kết quả tính toán điện trở cục bộ

Tính toán từng bước phức tạp trong Excel, bạn nắm vững lý thuyết tốt hơn và tiết kiệm một phần công việc thiết kế.Nhờ một cách tiếp cận có thẩm quyền, hệ thống sưởi của bạn sẽ trở nên tối ưu về chi phí và truyền nhiệt.

Các loại máy bơm chính để sưởi ấm

Tất cả các thiết bị được các nhà sản xuất cung cấp được chia thành hai nhóm lớn: máy bơm loại "ướt" hoặc "khô". Mỗi loại đều có những ưu và nhược điểm riêng, cần phải lưu ý khi lựa chọn.

Thiết bị ướt

Máy bơm sưởi, được gọi là "ướt", khác với các máy bơm tương tự của chúng ở chỗ cánh quạt và rôto của chúng được đặt trong một vật mang nhiệt. Trong trường hợp này, động cơ điện được đặt trong hộp kín, nơi hơi ẩm không thể xâm nhập được.

Tùy chọn này là một giải pháp lý tưởng cho những ngôi nhà nhỏ ở nông thôn. Các thiết bị như vậy được phân biệt bởi tính không ồn ào và không yêu cầu bảo trì thường xuyên và kỹ lưỡng. Ngoài ra, chúng còn dễ dàng sửa chữa, điều chỉnh và có thể sử dụng với mức lưu lượng nước ổn định hoặc thay đổi nhẹ.

Đặc điểm nổi bật của các mẫu máy bơm "ướt" hiện đại là dễ vận hành. Nhờ sự hiện diện của tự động hóa "thông minh", bạn có thể tăng năng suất hoặc chuyển đổi cấp độ của cuộn dây mà không gặp bất kỳ vấn đề nào.

Về nhược điểm, loại trên có đặc điểm là năng suất thấp. Điểm trừ này là do không thể đảm bảo độ kín cao của ống bọc ngăn cách vật mang nhiệt và stato.

"Khô" nhiều loại thiết bị

Loại thiết bị này có đặc điểm là không có sự tiếp xúc trực tiếp của rôto với nước nóng mà nó bơm. Toàn bộ bộ phận làm việc của thiết bị được ngăn cách với động cơ điện bằng các vòng bảo vệ cao su.

Các tính năng chính của thiết bị sưởi ấm như vậy là hiệu quả cao.Nhưng từ lợi thế này kéo theo một bất lợi đáng kể ở dạng tiếng ồn cao. Vấn đề được giải quyết bằng cách lắp đặt thiết bị trong một phòng riêng biệt với khả năng cách âm tốt.

Khi lựa chọn, cần cân nhắc thực tế là máy bơm loại “khô” tạo ra sự hỗn loạn không khí, do đó các hạt bụi nhỏ có thể bay lên, điều này sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến các bộ phận làm kín và do đó, độ kín của thiết bị.

Các nhà sản xuất đã giải quyết vấn đề này theo cách này: khi thiết bị hoạt động, một lớp nước mỏng được tạo ra giữa các vòng cao su. Nó thực hiện chức năng bôi trơn và ngăn chặn sự phá hủy các bộ phận làm kín.

Lần lượt, các thiết bị được chia thành ba nhóm con:

• theo chiều dọc;
• khối;
• bàn điều khiển.

Điểm đặc biệt của loại thứ nhất nằm ở cách sắp xếp theo chiều dọc của động cơ điện. Chỉ nên mua thiết bị như vậy nếu nó được lên kế hoạch để bơm một lượng lớn chất mang nhiệt. Còn đối với máy bơm khối, chúng được lắp đặt trên bề mặt bê tông phẳng.

Máy bơm khối được thiết kế để sử dụng trong các mục đích công nghiệp, khi yêu cầu đặc tính lưu lượng và áp suất lớn

Các thiết bị bàn điều khiển được đặc trưng bởi vị trí của ống hút ở bên ngoài ốc tai, trong khi ống xả nằm ở phía đối diện của cơ thể.

Xâm thực

Tạo khoang là sự hình thành các bong bóng hơi trong độ dày của chất lỏng chuyển động với sự giảm áp suất thủy tĩnh và sự sụp đổ của các bong bóng này theo chiều dày khi áp suất thủy tĩnh tăng lên.

Trong máy bơm ly tâm, hiện tượng xâm thực xảy ra ở mép đầu vào của bánh công tác, tại vị trí có tốc độ dòng chảy cao nhất và áp suất thủy tĩnh thấp nhất.Sự sụp đổ của bong bóng hơi xảy ra trong quá trình ngưng tụ hoàn toàn của nó, trong khi tại nơi vỡ ra, áp suất tăng mạnh lên đến hàng trăm atm. Nếu tại thời điểm sụp đổ, bong bóng nằm trên bề mặt của cánh quạt hoặc lưỡi cắt, thì cú đánh rơi trên bề mặt này, gây ra hiện tượng ăn mòn kim loại. Bề mặt của kim loại bị xói mòn do xâm thực bị sứt mẻ.

Động lực trong máy bơm đi kèm với tiếng ồn mạnh, tiếng nổ lách tách, rung động và quan trọng nhất là giảm áp suất, công suất, lưu lượng và hiệu suất. Không có vật liệu nào có khả năng chống hư hỏng tuyệt đối, do đó không cho phép vận hành máy bơm ở chế độ xâm thực. Áp suất tối thiểu tại đầu vào của máy bơm ly tâm được gọi là NPSH và được các nhà sản xuất máy bơm chỉ ra trong phần mô tả kỹ thuật.

Áp suất tối thiểu tại đầu vào của máy bơm ly tâm được gọi là NPSH và được các nhà sản xuất máy bơm quy định trong phần mô tả kỹ thuật.

Tính toán số lượng bộ tản nhiệt để đun nước

Công thức tính

Trong việc tạo ra một bầu không khí ấm cúng trong một ngôi nhà với hệ thống đun nước, bộ tản nhiệt là một yếu tố cần thiết. Việc tính toán có tính đến tổng khối lượng của ngôi nhà, cấu trúc của tòa nhà, vật liệu của tường, loại pin và các yếu tố khác.

Chúng tôi tính toán như sau:

• xác định loại phòng và chọn loại bộ tản nhiệt;
• nhân diện tích của \ u200b \ u200bài với thông lượng nhiệt đã chỉ định;
• chúng tôi chia số kết quả cho chỉ báo dòng nhiệt của một phần tử (phần) của bộ tản nhiệt và làm tròn kết quả lên.

Đặc điểm của bộ tản nhiệt

Loại tản nhiệt

Loại tản nhiệt	Phần quyền lực	Tác dụng ăn mòn của oxy	Giới hạn Ph	Hiệu ứng ăn mòn của dòng đi lạc	Áp suất vận hành / kiểm tra	Thời gian bảo hành (năm)
gang thép	110	—	6.5 — 9.0	—	6−9 /12−15	10
Nhôm	175−199	—	7— 8	+	10−20 / 15−30	3−10
Thép hình ống	85	+	6.5 — 9.0	+	6−12 / 9−18.27	1
Lưỡng kim	199	+	6.5 — 9.0	+	35 / 57	3−10

Sau khi thực hiện chính xác việc tính toán và lắp đặt các thành phần chất lượng cao, bạn sẽ cung cấp cho ngôi nhà của mình một hệ thống sưởi riêng đáng tin cậy, hiệu quả và bền.

Các loại hệ thống sưởi

Các nhiệm vụ tính toán kỹ thuật của loại này rất phức tạp bởi sự đa dạng cao của các hệ thống sưởi ấm, cả về quy mô và cấu hình. Có một số loại thay đổi nhiệt độ, mỗi loại có luật riêng:

1. Hệ thống hai ống cụt là phiên bản phổ biến nhất của thiết bị, rất phù hợp để tổ chức cả mạch sưởi trung tâm và riêng lẻ.

Hệ thống sưởi hai ống cụt

2. Hệ thống một đường ống hoặc "Leningradka" được coi là cách tốt nhất để lắp đặt các tổ hợp sưởi ấm dân dụng với công suất nhiệt lên đến 30–35 kW.

Hệ thống sưởi một đường ống với tuần hoàn cưỡng bức: 1 - lò hơi gia nhiệt; 2 - nhóm bảo mật; 3 - bộ tản nhiệt gia nhiệt; 4 - Cần trục Mayevsky; 5 - thùng giãn nở; 6 - bơm tuần hoàn; 7 - cống

3. Hệ thống hai ống thuộc loại liên kết là loại sử dụng nhiều vật liệu nhất để tách các mạch gia nhiệt, được phân biệt bởi độ ổn định hoạt động cao nhất được biết đến và chất lượng phân phối chất làm mát.

Hệ thống sưởi ấm hai đường ống (vòng lặp Tichelmann)

4. Hệ thống đấu dây theo nhiều cách tương tự như mắc xích hai ống, nhưng đồng thời tất cả các bộ điều khiển của hệ thống đều được đặt tại một điểm - trên nút thu.

Sơ đồ bức xạ của sưởi ấm: 1 - nồi hơi; 2 - thùng giãn nở; 3 - ống góp cung cấp; 4 - bộ tản nhiệt gia nhiệt; 5 - ống góp hồi lưu; 6 - bơm tuần hoàn

Trước khi tiếp tục các tính toán được áp dụng, một số cảnh báo quan trọng cần được thực hiện. Trước hết, bạn cần biết rằng chìa khóa của một phép tính định tính nằm ở việc hiểu các nguyên tắc hoạt động của hệ thống chất lỏng ở mức độ trực quan. Nếu không có điều này, việc xem xét từng ký hiệu riêng lẻ sẽ trở thành sự đan xen của các phép tính toán học phức tạp. Thứ hai là thực tế không thể trình bày nhiều hơn các khái niệm cơ bản trong khuôn khổ của một bài đánh giá; để có giải thích chi tiết hơn, tốt hơn nên tham khảo các tài liệu như vậy về tính toán hệ thống sưởi ấm:

• Pyrkov VV “Điều chỉnh thủy lực của hệ thống sưởi và làm mát. Lý thuyết và Thực hành, tái bản lần thứ 2, 2010
• R. Yaushovets "Thủy lực - trái tim của việc đun nước."
• Sách hướng dẫn "Thủy lực của nhà lò hơi" của công ty De Dietrich.
• A. Savelyev “Sưởi ấm ở nhà. Tính toán và lắp đặt hệ thống.

Làm thế nào để tính toán công suất của một lò hơi đốt nóng khí đốt theo diện tích của \ u200b \ u200bộ ngôi nhà?

Để làm điều này, bạn sẽ phải sử dụng công thức:

Trong trường hợp này, Mk được hiểu là nhiệt năng mong muốn tính bằng kilowatt. Theo đó, S là diện tích của ngôi nhà của bạn tính bằng mét vuông và K là công suất cụ thể của lò hơi - “liều lượng” năng lượng dành cho việc sưởi ấm 10 m2.

Tính toán công suất của một nồi hơi khí

Cách tính diện tích? Trước hết, theo kế hoạch của nơi ở. Thông số này được chỉ ra trong các tài liệu cho ngôi nhà. Bạn không muốn tìm kiếm tài liệu? Sau đó, bạn sẽ phải nhân chiều dài và chiều rộng của mỗi phòng (bao gồm nhà bếp, nhà để xe có hệ thống sưởi, phòng tắm, nhà vệ sinh, hành lang, v.v.) với tổng tất cả các giá trị thu được.

Tôi có thể lấy giá trị công suất cụ thể của lò hơi ở đâu? Tất nhiên, trong các tài liệu tham khảo.

Nếu bạn không muốn "đào sâu" trong các thư mục, hãy tính đến các giá trị sau của hệ số này:

• Nếu trong khu vực của bạn nhiệt độ mùa đông không xuống dưới -15 độ C, hệ số công suất cụ thể sẽ là 0,9-1 kW / m2.
• Nếu vào mùa đông, bạn quan sát thấy sương giá xuống -25 ° C, thì hệ số của bạn là 1,2-1,5 kW / m2.
• Nếu vào mùa đông nhiệt độ xuống -35 ° C và thấp hơn thì trong tính toán nhiệt điện bạn sẽ phải hoạt động với giá trị 1,5-2,0 kW / m2.

Kết quả là, công suất của một lò hơi đốt nóng một tòa nhà 200 "hình vuông", nằm ở vùng Moscow hoặc Leningrad, là 30 kW (200 x 1,5 / 10).

Làm thế nào để tính toán công suất của lò hơi sưởi ấm theo thể tích của ngôi nhà?

Trong trường hợp này, chúng ta sẽ phải dựa vào tổn thất nhiệt của kết cấu, được tính theo công thức:

Theo Q trong trường hợp này chúng ta có nghĩa là tổn thất nhiệt tính được. Lần lượt, V là thể tích, và ∆T là chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài tòa nhà. Dưới k được hiểu là hệ số tản nhiệt, phụ thuộc vào quán tính của vật liệu xây dựng, lá cửa và cửa sổ.

Chúng tôi tính toán thể tích của ngôi nhà

Làm thế nào để xác định khối lượng? Tất nhiên, theo kế hoạch xây dựng. Hoặc đơn giản là nhân diện tích với chiều cao của trần nhà. Chênh lệch nhiệt độ được hiểu là "khoảng cách" giữa giá trị "phòng" được chấp nhận chung - 22-24 ° C - và số đọc trung bình của nhiệt kế trong mùa đông.

Hệ số tỏa nhiệt phụ thuộc vào khả năng chịu nhiệt của kết cấu.

Do đó, tùy thuộc vào vật liệu xây dựng và công nghệ được sử dụng, hệ số này nhận các giá trị sau:

• Từ 3.0 đến 4.0 - dành cho kho không khung hoặc kho có khung không có tường và mái cách nhiệt.
• Từ 2,0 đến 2,9 - đối với các tòa nhà kỹ thuật bằng bê tông và gạch, được bổ sung cách nhiệt tối thiểu.
• Từ 1,0 đến 1,9 - đối với nhà cổ xây dựng trước thời đại công nghệ tiết kiệm năng lượng.
• Từ 0,5 đến 0,9 - đối với nhà hiện đại được xây dựng theo tiêu chuẩn tiết kiệm năng lượng hiện đại.

Kết quả là, công suất của lò hơi đốt nóng một tòa nhà hiện đại, tiết kiệm năng lượng có diện tích 200 mét vuông và trần 3 mét, nằm trong vùng khí hậu có sương giá 25 độ, đạt 29,5 kW ( 200x3x (22 + 25) x0,9 / 860).

Làm thế nào để tính toán công suất của một nồi hơi với một mạch nước nóng?

Tại sao bạn cần khoảng trống 25%? Trước hết, để bổ sung chi phí năng lượng do nhiệt lượng “thoát ra ngoài” cho bộ trao đổi nhiệt nước nóng trong quá trình hoạt động của hai mạch. Nói một cách đơn giản: để bạn không bị đóng băng sau khi tắm.

Lò hơi đốt nhiên liệu rắn Spark KOTV - 18V có mạch nước nóng

Kết quả là, một lò hơi hai mạch phục vụ hệ thống sưởi và nước nóng trong một ngôi nhà 200 "hình vuông", nằm ở phía bắc Moscow, phía nam St. Petersburg, sẽ tạo ra ít nhất 37,5 kW nhiệt điện (30 x 125%).

Cách tốt nhất để tính toán - theo diện tích hoặc theo khối lượng là gì?

Trong trường hợp này, chúng tôi chỉ có thể đưa ra lời khuyên sau:

• Nếu bạn có một bố cục tiêu chuẩn với chiều cao trần lên đến 3 mét, thì hãy tính theo diện tích.
• Nếu chiều cao trần nhà vượt quá 3 mét, hoặc nếu diện tích tòa nhà hơn 200 mét vuông - tính theo thể tích.

KW "thêm" là bao nhiêu?

Tính đến hiệu suất 90% của một lò hơi thông thường, để sản xuất 1 kW nhiệt điện, cần tiêu thụ ít nhất 0,09 mét khối khí thiên nhiên với nhiệt trị 35.000 kJ / m3. Hoặc khoảng 0,075 mét khối nhiên liệu có nhiệt trị lớn nhất là 43.000 kJ / m3.

Kết quả là, trong thời gian sưởi ấm, một sai sót trong tính toán trên 1 kW sẽ khiến chủ sở hữu phải trả 688-905 rúp. Do đó, hãy cẩn thận trong tính toán, mua các loại nồi hơi có công suất điều chỉnh được và đừng cố làm “phình to” công suất sinh nhiệt của lò sưởi.

Chúng tôi cũng khuyên bạn nên xem:

• Nồi hơi khí đốt LPG
• Nồi hơi đốt nhiên liệu rắn mạch kép để đốt cháy lâu
• Sưởi ấm bằng hơi nước trong nhà riêng
• Ống khói cho lò hơi đốt nóng nhiên liệu rắn

Một vài mẹo bổ sung

Tuổi thọ phần lớn bị ảnh hưởng bởi vật liệu mà các bộ phận chính được làm bằng.
Nên ưu tiên máy bơm làm bằng thép không gỉ, đồng và đồng thau.
Chú ý đến áp suất thiết bị được thiết kế trong hệ thống

Mặc dù, như một quy luật, không có khó khăn với điều này (10 atm
là một chỉ báo tốt).
Tốt hơn là lắp đặt máy bơm ở nơi có nhiệt độ tối thiểu - trước khi vào lò hơi.
Điều quan trọng là phải cài đặt một bộ lọc ở lối vào.
Điều mong muốn là có máy bơm để nó "hút" nước ra khỏi bộ giãn nở. Điều này có nghĩa là thứ tự theo hướng chuyển động của nước sẽ như sau: bình giãn nở, máy bơm, lò hơi.

Sự kết luận

Vì vậy, để máy bơm tuần hoàn hoạt động lâu dài và tốt, bạn cần tính toán hai thông số chính của nó (áp suất và hiệu suất).

Bạn không nên cố gắng hiểu toán học kỹ thuật phức tạp.

Ở nhà, một phép tính gần đúng là đủ. Tất cả các số phân số kết quả được làm tròn.

Số tốc độ

Để điều khiển (chuyển số tốc độ), một cần gạt đặc biệt trên thân thiết bị được sử dụng. Có những mô hình được trang bị cảm biến nhiệt độ, cho phép bạn hoàn toàn tự động hóa quy trình. Để làm điều này, bạn không cần phải chuyển đổi tốc độ bằng tay, máy bơm sẽ làm điều này tùy thuộc vào nhiệt độ trong phòng.

Kỹ thuật này là một trong số kỹ thuật có thể được sử dụng để tính toán công suất máy bơm cho một hệ thống sưởi ấm cụ thể. Các chuyên gia trong lĩnh vực này cũng sử dụng các phương pháp tính toán khác cho phép bạn lựa chọn thiết bị theo công suất và áp suất tạo ra.

Nhiều chủ sở hữu các ngôi nhà tư nhân có thể không cố gắng tính toán công suất của máy bơm tuần hoàn để sưởi ấm, vì khi mua thiết bị, theo quy định, sự trợ giúp của các chuyên gia được cung cấp trực tiếp từ nhà sản xuất hoặc công ty đã ký kết thỏa thuận với cửa hàng. .

Khi lựa chọn thiết bị bơm, cần lưu ý rằng các dữ liệu cần thiết để thực hiện tính toán phải được coi là tối đa mà về nguyên tắc, hệ thống sưởi có thể trải qua. Trong thực tế, tải trên máy bơm sẽ ít hơn, do đó thiết bị sẽ không bao giờ bị quá tải, cho phép nó hoạt động trong thời gian dài

Nhưng cũng có nhược điểm - hóa đơn tiền điện cao hơn.

Nhưng ngược lại, nếu bạn chọn máy bơm có công suất thấp hơn yêu cầu thì điều này cũng không ảnh hưởng gì đến hoạt động của hệ thống, tức là máy sẽ hoạt động ở chế độ bình thường nhưng máy sẽ nhanh hỏng hơn. . Mặc dù vậy tiền điện cũng sẽ ít hơn.

Có một thông số khác mà nó là giá trị lựa chọn máy bơm tuần hoàn. Bạn có thể thấy rằng trong các loại cửa hàng thường có những thiết bị có cùng công suất, nhưng có kích thước khác nhau.

Bạn có thể tính toán máy bơm để sưởi ấm một cách chính xác, có tính đến các yếu tố sau:

1. 1. Để lắp đặt thiết bị trên đường ống thông thường, máy trộn và đường vòng, bạn cần chọn các thiết bị có chiều dài 180 mm. Các thiết bị nhỏ có chiều dài 130 mm được lắp đặt ở những nơi khó tiếp cận hoặc bên trong máy phát nhiệt.
2. 2. Đường kính của các đầu phun của bộ tăng áp nên được chọn tùy thuộc vào tiết diện của các đường ống của mạch điện chính. Đồng thời, có thể tăng chỉ tiêu này, nhưng nghiêm cấm không được giảm xuống. Vì vậy, nếu đường kính của các đường ống của mạch chính là 22 mm, thì các vòi bơm phải từ 22 mm trở lên.
3. 3. Có thể sử dụng thiết bị có đường kính vòi 32 mm, ví dụ, trong hệ thống sưởi tuần hoàn tự nhiên để hiện đại hóa nó.

Tính toán máy bơm cho hệ thống sưởi

Lựa chọn một máy bơm tuần hoàn để sưởi ấm

Loại máy bơm nhất thiết phải là loại tuần hoàn, để sưởi ấm và chịu được nhiệt độ cao (lên đến 110 ° C).

Các thông số chính để chọn một máy bơm tuần hoàn:

2. Đầu tối đa, m

Để tính toán chính xác hơn, bạn cần xem biểu đồ của đặc tính lưu lượng áp suất

Đặc tính bơm là đặc tính lưu lượng áp suất của bơm. Cho biết tốc độ dòng chảy thay đổi như thế nào khi tiếp xúc với một lực cản tổn thất áp suất nhất định trong hệ thống sưởi ấm (của toàn bộ vòng đường viền). Chất làm mát di chuyển trong ống càng nhanh thì lưu lượng càng lớn. Lưu lượng càng lớn thì lực cản (tổn thất áp suất) càng lớn.

Do đó, hộ chiếu chỉ ra tốc độ dòng chảy lớn nhất có thể với sức cản tối thiểu có thể có của hệ thống sưởi ấm (một vòng đường viền). Bất kỳ hệ thống sưởi nào cũng chống lại sự chuyển động của chất làm mát. Và nó càng lớn thì mức tiêu thụ tổng thể của hệ thống sưởi càng ít.

Giao điểm hiển thị lưu lượng thực tế và tổn thất đầu (tính bằng mét).

Đặc tính hệ thống - đây là đặc tính dòng chảy áp suất của toàn bộ hệ thống sưởi ấm cho một vòng đường viền. Lưu lượng càng lớn thì lực cản chuyển động càng lớn. Do đó, nếu nó được đặt cho hệ thống sưởi để bơm: 2 m 3 / giờ, thì máy bơm phải được chọn sao cho thỏa mãn tốc độ dòng chảy này. Nói một cách đại khái, máy bơm phải đáp ứng được lưu lượng yêu cầu. Nếu điện trở đốt nóng cao thì máy bơm phải có áp suất lớn.

Để xác định tốc độ dòng chảy tối đa của máy bơm, bạn cần biết tốc độ dòng chảy của hệ thống sưởi ấm của bạn.

Để xác định cột áp tối đa của máy bơm, cần phải biết hệ thống sưởi sẽ chịu lực cản nào ở một tốc độ dòng chảy nhất định.

tiêu thụ hệ thống sưởi ấm.

Việc tiêu thụ phụ thuộc chặt chẽ vào yêu cầu truyền nhiệt qua các đường ống. Để biết chi phí, bạn cần biết những điều sau:

2. Chênh lệch nhiệt độ (T₁ và T₂) các đường ống cung cấp và trở lại trong hệ thống sưởi.

3. Nhiệt độ trung bình của chất làm mát trong hệ thống sưởi. (Nhiệt độ càng thấp, nhiệt thất thoát trong hệ thống sưởi càng ít)

Giả sử rằng một căn phòng được sưởi ấm sẽ tiêu thụ 9 kW nhiệt. Và hệ thống sưởi được thiết kế để cung cấp 9 kW nhiệt.

Điều này có nghĩa là chất làm mát, đi qua toàn bộ hệ thống sưởi (ba bộ tản nhiệt), sẽ mất nhiệt độ (Xem hình ảnh).Tức là nhiệt độ tại điểm T₁ (đang phục vụ) luôn trên T₂ (ở mặt sau).

Lưu lượng chất làm mát qua hệ thống sưởi càng lớn thì chênh lệch nhiệt độ giữa đường ống cấp và đường trở lại càng thấp.

Sự chênh lệch nhiệt độ càng cao với tốc độ dòng chảy không đổi thì nhiệt lượng bị mất đi trong hệ thống sưởi càng nhiều.

C - nhiệt dung của chất làm mát nước, C \ u003d 1163 W / (m 3 • ° C) hoặc C \ u003d 1,163 W / (lít • ° C)

Q - mức tiêu thụ, (m 3 / giờ) hoặc (lít / giờ)

t₁ - Nhiệt độ cung cấp

t₂ – Nhiệt độ của chất làm mát được làm mát

Vì sự mất mát của căn phòng là nhỏ, tôi đề nghị tính bằng lít. Đối với tổn thất lớn, sử dụng m 3

Cần phải xác định chênh lệch nhiệt độ giữa nguồn cung cấp và chất làm mát được làm mát là bao nhiêu. Bạn hoàn toàn có thể chọn bất kỳ nhiệt độ nào, từ 5 đến 20 ° C. Tốc độ dòng chảy sẽ phụ thuộc vào sự lựa chọn nhiệt độ và tốc độ dòng chảy sẽ tạo ra một số vận tốc chất làm mát. Và, như bạn đã biết, chuyển động của chất làm mát tạo ra lực cản. Lưu lượng càng lớn thì lực cản càng lớn.

Để tính toán thêm, tôi chọn 10 ° C. Đó là, trên nguồn cung cấp 60 ° C và 50 ° C trở lại.

t₁ - Nhiệt độ của chất mang nhiệt: 60 ° C

t₂ - Nhiệt độ của chất làm mát được làm mát: 50 ° С.

W = 9kW = 9000W

Từ công thức trên, tôi nhận được:

Câu trả lời: Chúng tôi nhận được tốc độ dòng chảy tối thiểu yêu cầu là 774 l / h

điện trở của hệ thống sưởi ấm.

Chúng tôi sẽ đo điện trở của hệ thống sưởi bằng mét, vì nó rất tiện lợi.

Giả sử rằng chúng ta đã tính toán lực cản này và nó bằng 1,4 mét ở tốc độ dòng chảy 774 l / h

Một điều rất quan trọng là phải hiểu rằng dòng chảy càng cao thì lực cản càng lớn. Lưu lượng càng thấp, điện trở càng thấp.

Do đó, ở tốc độ dòng chảy nhất định là 774 l / h, chúng tôi nhận được lực cản là 1,4 mét.

Và vì vậy chúng tôi có dữ liệu, đây là:

Tốc độ dòng chảy = 774 l / h = 0,774 m 3 / h

Điện trở = 1,4 mét

Hơn nữa, theo những dữ liệu này, một máy bơm được chọn.

Hãy xem xét một máy bơm tuần hoàn có tốc độ dòng chảy lên đến 3 m 3 / giờ (25/6) đường kính ren 25 mm, 6 m - đầu.

Khi chọn một máy bơm, nên nhìn vào đồ thị thực tế của đặc tính lưu lượng áp suất. Nếu nó không có sẵn, thì tôi khuyên bạn chỉ cần vẽ một đường thẳng trên biểu đồ với các thông số được chỉ định

Ở đây khoảng cách giữa điểm A và điểm B là nhỏ nhất, do đó máy bơm này phù hợp.

Các thông số của nó sẽ là:

Mức tiêu thụ tối đa 2 m 3 / giờ

Đầu tối đa 2 mét