Hydraulische Berechnung der Heizungsanlage an einem konkreten Beispiel

Grundgleichungen der hydraulischen Berechnung einer Gasleitung

Um die Bewegung von Gas durch Rohre zu berechnen, werden die Werte des Rohrdurchmessers, des Kraftstoffverbrauchs und des Druckverlusts genommen. Berechnet in Abhängigkeit von der Art der Bewegung. Bei Laminar - Berechnungen erfolgen streng mathematisch nach der Formel:

Р1 – Р2 = ∆Р = (32*μ*ω*L)/D2 kg/m2 (20), wobei:

• ∆Р – kgm2, Druckverlust durch Reibung;
• ω – m/s, Kraftstoffgeschwindigkeit;
• D - m, Rohrleitungsdurchmesser;
• L - m, Rohrleitungslänge;
• μ ist kg s/m2, Flüssigkeitsviskosität.

Bei turbulenter Bewegung ist es aufgrund der Zufälligkeit der Bewegung unmöglich, genaue mathematische Berechnungen anzuwenden. Daher werden experimentell bestimmte Koeffizienten verwendet.

Berechnet nach der Formel:

Р1 – Р2 = (λ*ω2*L*ρ)/2g*D (21), wobei:

• P1 und P2 sind Drücke am Anfang und Ende der Rohrleitung, kg/m2;
• λ ist der dimensionslose Luftwiderstandsbeiwert;
• ω – m/sec, die durchschnittliche Gasströmungsgeschwindigkeit über den Rohrabschnitt;
• ρ – kg/m3, Brennstoffdichte;
• D - m, Rohrdurchmesser;
• g – m/sec2, Erdbeschleunigung.

Video: Grundlagen der hydraulischen Berechnung von Gasleitungen

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So arbeiten Sie mit EXCEL

Die Verwendung von Excel-Tabellen ist sehr komfortabel, da die Ergebnisse der hydraulischen Berechnung immer auf eine tabellarische Form reduziert werden. Es reicht aus, die Reihenfolge der Aktionen zu bestimmen und die genauen Formeln vorzubereiten.

Anfangsdaten eingeben

Eine Zelle wird ausgewählt und ein Wert wird eingegeben. Alle anderen Informationen werden einfach berücksichtigt.

Zelle	Wert	Bedeutung, Bezeichnung, Ausdruckseinheit
D4	45,000	Wasserverbrauch G in t/h
D5	95,0	Eintrittstemperatur Zinn in °C
D6	70,0	Austrittstemperatur tout in °C
D7	100,0	Innendurchmesser d, mm
D8	100,000	Länge, L in m
D9	1,000	Äquivalente Rohrrauheit ∆ in mm
D10	1,89	Die Höhe der Quoten lokale Widerstände - Σ(ξ)

• der Wert in D9 wird aus dem Verzeichnis genommen;
• der Wert in D10 charakterisiert den Widerstand an den Schweißnähten.

Formeln und Algorithmen

Wir wählen die Zellen aus und geben den Algorithmus sowie die Formeln der theoretischen Hydraulik ein.

Zelle	Algorithmus	Formel	Ergebnis	Ergebniswert
D12	!ERROR! D5 enthält keine Zahl oder keinen Ausdruck	tav=(tin+tout)/2	82,5	Durchschnittliche Wassertemperatur tav in °C
D13	!ERROR! D12 enthält keine Zahl oder keinen Ausdruck	n=0,0178/(1+0,0337*tav+0,000221*tav2)	0,003368	kinematischer Koeffizient. Wasserviskosität - n, cm2/s bei tav
D14	!ERROR! D12 enthält keine Zahl oder keinen Ausdruck	ρ=(-0,003*tav2-0,1511*tav+1003, 1)/1000	0,970	Mittlere Wasserdichte ρ, t/m3 bei tav
D15	!ERROR! D4 enthält keine Zahl oder keinen Ausdruck	G’=G*1000/(ρ*60)	773,024	Wasserverbrauch G’, l/min
D16	!ERROR! D4 enthält keine Zahl oder keinen Ausdruck	v=4*G:(ρ*π*(d:1000)2*3600)	1,640	Geschwindigkeit durchs Wasser v, m/s
D17	!ERROR! D16 enthält keine Zahl oder keinen Ausdruck	Re=v*d*10/n	487001,4	Reynoldszahl Re
D18	!ERROR! Zelle D17 existiert nicht	λ=64/Re bei Re≤2320 λ=0,0000147*Re bei 2320 ≤ Re ≤ 4000 λ=0,11*(68/Re+∆/d)0,25 bei Re≥4000	0,035	Hydraulischer Reibungskoeffizient λ
D19	!ERROR! Zelle D18 existiert nicht	R=λ*v2*ρ*100/(2*9,81*d)	0,004645	Spezifischer Reibungsdruckverlust R, kg/(cm2*m)
D20	!ERROR! Zelle D19 existiert nicht	dPtr=R*L	0,464485	Reibungsdruckverlust dPtr, kg/cm2
D21	!ERROR! Zelle D20 existiert nicht	dPtr=dPtr*9,81*10000	45565,9	bzw. Pa D20
D22	!ERROR! D10 enthält keine Zahl oder keinen Ausdruck	dPms=Σ(ξ)*v2*ρ/(2*9,81*10)	0,025150	Druckverlust in lokalen Widerständen dPms in kg/cm2
D23	!ERROR! Zelle D22 existiert nicht	dPtr \u003d dPms * 9,81 * 10000	2467,2	und Pa bzw. D22
D24	!ERROR! Zelle D20 existiert nicht	dP=dPtr+dPms	0,489634	Geschätzter Druckverlust dP, kg/cm2
D25	!ERROR! Zelle D24 existiert nicht	dP=dP*9,81*10000	48033,1	und Pa bzw. D24
D26	!ERROR! Zelle D25 existiert nicht	S=dP/G2	23,720	Widerstandskennlinie S, Pa/(t/h)2

• der D15-Wert wird in Liter umgerechnet, damit die Durchflussmenge besser wahrgenommen werden kann;
• Zelle D16 - Formatierung gemäß der Bedingung hinzufügen: "Wenn v nicht in den Bereich von 0,25 ... 1,5 m / s fällt, dann ist der Hintergrund der Zelle rot / die Schrift ist weiß."

Bei Rohrleitungen mit einem Höhenunterschied zwischen Einlass und Auslass wird der statische Druck zu den Ergebnissen hinzugefügt: 1 kg / cm2 pro 10 m.

Registrierung der Ergebnisse

Das Farbschema des Autors trägt eine funktionale Last:

• Helltürkisfarbene Zellen enthalten die Originaldaten - sie können geändert werden.
• Blassgrüne Zellen sind Eingabekonstanten oder Daten, die kaum Änderungen unterliegen.
• Gelbe Zellen sind Hilfsvorkalkulationen.
• Hellgelbe Zellen sind die Ergebnisse von Berechnungen.
• Schriftarten:
  • blau - Anfangsdaten;
  • schwarz - Zwischen-/Nicht-Hauptergebnisse;
  • rot - die Haupt- und Endergebnisse der hydraulischen Berechnung.

Ergebnisse in Excel-Tabelle

Beispiel von Alexander Worobjow

Ein Beispiel für eine einfache hydraulische Berechnung in Excel für einen horizontalen Rohrleitungsabschnitt.

Ausgangsdaten:

• Rohrlänge 100 Meter;
• ø108 mm;
• Wandstärke 4 mm.

Tabelle der Ergebnisse der Berechnung der lokalen Widerstände

Indem Sie Schritt-für-Schritt-Berechnungen in Excel erschweren, beherrschen Sie die Theorie besser und sparen teilweise Konstruktionsarbeit. Dank einer kompetenten Herangehensweise wird Ihre Heizungsanlage hinsichtlich Kosten und Wärmeübertragung optimal.

Berechnung des Durchmessers der Rohre des Heizsystems

Diese Berechnung basiert auf einer Reihe von Parametern. Zuerst müssen Sie definieren Heizleistung der Heizungsanlage, berechnen Sie dann, mit welcher Geschwindigkeit sich das Kühlmittel - heißes Wasser oder ein anderes Kühlmittel - durch die Rohre bewegt. Dies hilft, Berechnungen so genau wie möglich durchzuführen und Ungenauigkeiten zu vermeiden.

Berechnung der Leistung der Heizungsanlage

Die Berechnung erfolgt nach der Formel. Um die Leistung des Heizsystems zu berechnen, müssen Sie das Volumen des beheizten Raums mit dem Wärmeverlustkoeffizienten und der Differenz zwischen der Wintertemperatur innerhalb und außerhalb des Raums multiplizieren und den resultierenden Wert dann durch 860 teilen.

Wenn das Gebäude hat Standardparameter, dann kann die Berechnung in der mittleren Reihenfolge erfolgen.

Um die resultierende Temperatur zu bestimmen, müssen die durchschnittliche Außentemperatur in der Wintersaison und die Innentemperatur nicht niedriger sein als die durch die Hygienevorschriften vorgeschriebenen.

Kühlmittelgeschwindigkeit im System

Gemäß den Normen sollte die Bewegungsgeschwindigkeit des Kühlmittels durch die Heizungsrohre 0,2 Meter pro Sekunde überschreiten. Diese Forderung ist darauf zurückzuführen, dass bei einer geringeren Bewegungsgeschwindigkeit Luft aus der Flüssigkeit freigesetzt wird, was zu Lufteinschlüssen führt, die den Betrieb der gesamten Heizungsanlage stören können.

Die obere Geschwindigkeitsstufe sollte dabei 1,5 Meter pro Sekunde nicht überschreiten kann Rauschen im System verursachen.

Im Allgemeinen ist es wünschenswert, eine mittlere Geschwindigkeitsbarriere aufrechtzuerhalten, um die Zirkulation zu erhöhen und dadurch die Produktivität des Systems zu erhöhen. Meistens werden dafür spezielle Pumpen eingesetzt.

Berechnung des Rohrdurchmessers der Heizungsanlage

Austausch des gesamten Rohrleitungssystems.

Der Rohrdurchmesser wird mit berechnet spezielle Formel.Es enthält:

• gewünschten Durchmesser
• Wärmeleistung des Systems
• Kühlmittelgeschwindigkeit
• die Differenz zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatur der Heizungsanlage.

Diese Temperaturdifferenz muss entsprechend gewählt werden Zugangsvoraussetzungen(nicht weniger als 95 Grad) und auf der Rückleitung (in der Regel 65-70 Grad). Auf dieser Grundlage wird die Temperaturdifferenz normalerweise mit 20 Grad angenommen.

Vorbereitung der Berechnung

Der Durchführung einer qualitativen und detaillierten Berechnung sollten einige vorbereitende Maßnahmen zur Umsetzung der Berechnungspläne vorausgehen. Dieser Teil kann als Sammlung von Informationen für die Berechnung bezeichnet werden. Die Berechnung der Hydraulik ist der schwierigste Teil bei der Planung eines Warmwasserbereitungssystems und ermöglicht es Ihnen, alle seine Arbeiten genau zu planen. Die Daten, die vorbereitet werden, müssen die Definition der erforderlichen Wärmebilanz der Räume enthalten, die durch das geplante Heizsystem beheizt werden.

Im Projekt wird die Berechnung unter Berücksichtigung der Art der ausgewählten Heizgeräte durchgeführt, bei bestimmten Wärmeaustauschflächen und deren Platzierung in beheizten Räumen können dies Batterien von Heizkörperabschnitten oder andere Arten von Wärmetauschern sein. Die Punkte ihrer Platzierung sind auf den Grundrissen des Hauses oder der Wohnung angegeben.

Befestigungspunkte für Heizgeräte,

Nachdem die erforderliche Konfiguration des Systems auf dem Plan festgelegt wurde, muss dieser in axonometrischer Projektion für alle Stockwerke gezeichnet werden. In einem solchen Schema wird jeder Heizung eine Nummer zugewiesen, die maximale Wärmeleistung wird angezeigt. Ein wichtiges Element, das im Diagramm auch für ein thermisches Gerät angegeben ist, ist die geschätzte Länge des Rohrleitungsabschnitts für seinen Anschluss.

Notation und Ausführungsreihenfolge

Die Pläne müssen unbedingt einen vorgegebenen Zirkulationsring angeben, der als Hauptring bezeichnet wird. Es handelt sich zwangsläufig um einen geschlossenen Kreislauf, der alle Abschnitte der Systemleitung mit dem höchsten Kühlmitteldurchfluss umfasst. Bei Zweirohrsystemen verlaufen diese Abschnitte vom Kessel (Quelle der thermischen Energie) zum entferntesten thermischen Gerät und zurück zum Kessel. Bei Einrohrsystemen wird ein Abschnitt des Abzweigs genommen - das Steigrohr und der Rücken.

Berechnungseinheit ist ein Rohrleitungsabschnitt mit konstantem Durchmesser und konstantem Strom (Durchfluss) des thermischen Energieträgers. Ihr Wert wird anhand der Wärmebilanz des Raumes ermittelt. Es wurde eine bestimmte Reihenfolge der Bezeichnung solcher Segmente übernommen, beginnend mit dem Kessel (Wärmequelle, Wärmeenergieerzeuger) sind sie nummeriert. Wenn Abzweigungen von der Versorgungsleitung der Pipeline vorhanden sind, erfolgt deren Bezeichnung in Großbuchstaben in alphabetischer Reihenfolge. Derselbe Buchstabe mit einem Strich zeigt den Sammelpunkt jeder Abzweigung der Hauptrückleitung an.

In der Bezeichnung des Beginns des Zweigs der Heizgeräte ist die Nummer des Bodens (horizontale Systeme) oder des Zweigs - Riser (vertikal) angegeben. Die gleiche Nummer, jedoch mit einem Hub, wird an der Stelle ihrer Verbindung mit der Rücklaufleitung zum Sammeln von Kühlmittelströmen platziert. Zusammen bilden diese Bezeichnungen die Nummer jedes Zweigs des berechneten Abschnitts.Die Nummerierung erfolgt im Uhrzeigersinn von der oberen linken Ecke des Plans. Laut Plan wird auch die Länge jedes Zweigs bestimmt, der Fehler beträgt nicht mehr als 0,1 m.

Ohne auf Details einzugehen, sollte gesagt werden, dass weitere Berechnungen es ermöglichen, die Durchmesser der Rohre jedes Abschnitts des Heizungssystems, den Druckverlust an ihnen zu bestimmen und alle Zirkulationsringe in komplexen Warmwasserbereitungssystemen hydraulisch auszugleichen.

Bestimmung des Rohrdurchmessers

Um den Durchmesser und die Dicke der Heizungsrohre endgültig zu bestimmen, bleibt noch die Frage der Wärmeverluste zu diskutieren.

Die maximale Wärmemenge verlässt den Raum durch die Wände - bis zu 40 %, durch die Fenster - 15 %, den Boden - 10 %, alles andere durch die Decke / das Dach. Die Wohnung ist geprägt von Verlusten hauptsächlich durch Fenster und Balkonmodule.

Es gibt verschiedene Arten von Wärmeverlusten in beheizten Räumen:

1. Strömungsdruckverlust in einem Rohr. Dieser Parameter ist direkt proportional zum Produkt aus dem spezifischen Reibungsverlust im Rohr (vom Hersteller angegeben) und der Gesamtlänge des Rohrs. Aber angesichts der aktuellen Aufgabe können solche Verluste vernachlässigt werden.
2. Druckverlust an örtlichen Rohrwiderständen - Wärmekosten an Armaturen und im Gerät. Aber angesichts der Problembedingungen, einer geringen Anzahl von Passbögen und der Anzahl von Heizkörpern können solche Verluste vernachlässigt werden.
3. Wärmeverlust je nach Lage der Wohnung. Es gibt eine andere Art von Heizkosten, die jedoch eher mit der Lage des Raums im Verhältnis zum Rest des Gebäudes zusammenhängt. Bei einer gewöhnlichen Wohnung, die sich in der Mitte des Hauses befindet und links/rechts/oben/unten an andere Wohnungen angrenzt, sind die Wärmeverluste durch Seitenwände, Decke und Boden nahezu gleich „0“.

Sie können nur die Verluste durch den vorderen Teil der Wohnung berücksichtigen - den Balkon und das zentrale Fenster des Gemeinschaftsraums. Diese Frage wird jedoch geschlossen, indem jedem der Heizkörper 2-3 Abschnitte hinzugefügt werden.

Der Wert des Rohrdurchmessers wird entsprechend der Durchflussmenge des Kühlmittels und der Geschwindigkeit seiner Zirkulation in der Heizungsleitung gewählt

Bei der Analyse der obigen Informationen ist anzumerken, dass für die berechnete Geschwindigkeit von heißem Wasser im Heizsystem die tabellarische Bewegungsgeschwindigkeit von Wasserpartikeln relativ zur Rohrwand in einer horizontalen Position von 0,3 bis 0,7 m / s bekannt ist.

Als Hilfestellung für den Assistenten stellen wir Ihnen die sogenannte Checkliste zur Durchführung von Berechnungen für eine typische hydraulische Berechnung einer Heizungsanlage vor:

• Datenerfassung und Berechnung der Kesselleistung;
• Volumen und Geschwindigkeit des Kühlmittels;
• Wärmeverlust und Rohrdurchmesser.

Manchmal ist es bei der Berechnung möglich, einen ausreichend großen Rohrdurchmesser zu erhalten, um das berechnete Volumen des Kühlmittels abzudecken. Dieses Problem kann durch Erhöhen der Kesselleistung oder Hinzufügen eines zusätzlichen Ausdehnungsgefäßes gelöst werden.

Auf unserer Website gibt es einen Artikelblock, der sich mit der Berechnung des Heizsystems befasst, wir empfehlen Ihnen zu lesen:

1. Thermische Berechnung des Heizsystems: So berechnen Sie die Belastung des Systems richtig
2. Berechnung der Warmwasserbereitung: Formeln, Regeln, Umsetzungsbeispiele
3. Wärmetechnische Berechnung eines Gebäudes: Besonderheiten und Formeln zur Durchführung von Berechnungen + praktische Beispiele

Leistung des Wärmeerzeugers

Eine der Hauptkomponenten des Heizsystems ist ein Kessel: Elektro, Gas, kombiniert - in diesem Stadium spielt es keine Rolle. Da uns seine Haupteigenschaft wichtig ist - Leistung, dh die Energiemenge pro Zeiteinheit, die zum Heizen aufgewendet wird.

Die Leistung des Kessels selbst wird durch die folgende Formel bestimmt:

WKessel = (Raum*Wspezifisch) / 10,

wo:

• Sroom - die Summe der Flächen aller Räume, die beheizt werden müssen;
• Wspezifisch - spezifische Leistung unter Berücksichtigung der klimatischen Bedingungen des Standorts (deshalb war es notwendig, das Klima der Region zu kennen).

Charakteristischerweise haben wir für verschiedene Klimazonen folgende Daten:

• nördliche Regionen - 1,5 - 2 kW / m2;
• Mittelzone - 1 - 1,5 kW / m2;
• südliche Regionen - 0,6 - 1 kW / m2.

Diese Zahlen sind eher bedingt, geben aber dennoch eine klare zahlenmäßige Antwort bezüglich des Einflusses der Umgebung auf das Heizsystem einer Wohnung.

Diese Karte zeigt Klimazonen mit unterschiedlichen Temperaturregimen. Es hängt von der Lage des Wohnraums im Verhältnis zur Zone ab, wie viel Sie zum Heizen eines Quadratmeters pro Kilowatt Energie (+) ausgeben müssen.

Die zu beheizende Fläche der Wohnung entspricht der Gesamtfläche der Wohnung und beträgt 65,54-1,80-6,03 = 57,71 m2 (abzüglich des Balkons). Die spezifische Leistung des Kessels für die zentrale Region mit kalten Wintern beträgt 1,4 kW/m2. In unserem Beispiel entspricht die berechnete Leistung des Heizkessels also 8,08 kW.

Berechnung der Wärmeleistung des Heizsystems

Die Wärmeleistung der Heizungsanlage ist die Wärmemenge, die für ein angenehmes Leben in der kalten Jahreszeit im Haus erzeugt werden muss.

Thermische Berechnung des Hauses

Es besteht ein Zusammenhang zwischen der gesamten Heizfläche und der Kesselleistung. Gleichzeitig muss die Leistung des Kessels größer oder gleich der Leistung aller Heizgeräte (Heizkörper) sein. Die wärmetechnische Standardrechnung für Wohnräume lautet: 100 W Leistung pro 1 m² beheizter Fläche plus 15 - 20 % Reserve.

Die Berechnung der Anzahl und Leistung der Heizgeräte (Heizkörper) muss für jeden Raum einzeln durchgeführt werden.Jeder Heizkörper hat eine bestimmte Heizleistung. Bei Gliederheizkörpern ist die Gesamtleistung die Summe der Leistung aller genutzten Glieder.

Bei einfachen Heizungsanlagen sind die oben genannten Methoden zur Leistungsberechnung ausreichend. Die Ausnahme bilden Gebäude mit nicht standardmäßiger Architektur, die große Glasflächen, hohe Decken und andere Quellen für zusätzlichen Wärmeverlust aufweisen. In diesem Fall ist eine genauere Analyse und Berechnung mit Multiplikationsfaktoren erforderlich.

Wärmetechnische Berechnung unter Berücksichtigung der Wärmeverluste des Hauses

Die Berechnung der Wärmeverluste im Haus muss für jeden Raum separat unter Berücksichtigung von Fenstern, Türen und Außenwänden durchgeführt werden.

Genauer gesagt werden die folgenden Daten für Wärmeverlustdaten verwendet:

• Dicke und Material von Wänden, Beschichtungen.
• Dachkonstruktion und Material.
• Art und Material des Fundaments.
• Verglasungstyp.
• Estrichtyp.

Um die minimal erforderliche Leistung der Heizungsanlage unter Berücksichtigung der Wärmeverluste zu ermitteln, können Sie die folgende Formel verwenden:

Qt (kWh) = V × ΔT × K ⁄ 860, wobei:

Qt ist die Wärmebelastung des Raums.

V ist das Volumen des beheizten Raums (Breite × Länge × Höhe), m³.

ΔT ist die Differenz zwischen der Außenlufttemperatur und der erforderlichen Innentemperatur, °C.

K ist der Wärmeverlustkoeffizient des Gebäudes.

860 - Umrechnung des Koeffizienten in kWh.

Der Wärmeverlustkoeffizient des Gebäudes K hängt von der Bauweise und der Dämmung des Raumes ab:

K	Bauart
3 — 4	Ein Haus ohne Wärmedämmung ist eine vereinfachte Struktur oder eine Struktur aus Wellblech.
2 — 2,9	Haus mit geringer Wärmedämmung - vereinfachter Baukörper, Einzelmauerwerk, vereinfachte Fenster- und Dachkonstruktion.
1 — 1,9	Mittlere Isolierung – Standardkonstruktion, Doppelmauerwerk, wenige Fenster, Standarddach.
0,6 — 0,9	Hohe Wärmedämmung - verbesserte Konstruktion, wärmegedämmte Ziegelwände, wenige Fenster, isolierter Boden, hochwertige wärmegedämmte Dachziegel.

Die Differenz zwischen der Außenlufttemperatur und der erforderlichen Innentemperatur ΔT wird basierend auf den spezifischen Wetterbedingungen und dem erforderlichen Komfortniveau im Haus bestimmt. Wenn beispielsweise die Außentemperatur -20 °C beträgt und innen +20 °C geplant sind, dann ist ΔT = 40 °C.

Wie berechnet man die Leistung eines Gasheizkessels für den Bereich des Hauses?

Dazu müssen Sie die Formel verwenden:

Unter Mk wird dabei die gewünschte thermische Leistung in Kilowatt verstanden. Dementsprechend ist S die Fläche Ihres Hauses in Quadratmetern und K die spezifische Leistung des Kessels - die „Dosis“ an Energie, die zum Heizen von 10 m2 aufgewendet wird.

Berechnung der Leistung eines Gaskessels

Wie wird die Fläche berechnet? Zunächst einmal nach dem Plan der Wohnung. Dieser Parameter ist in den Dokumenten für das Haus angegeben. Sie möchten nicht nach Dokumenten suchen? Dann müssen Sie die Länge und Breite jedes Raums (einschließlich Küche, beheizter Garage, Badezimmer, Toilette, Korridore usw.) multiplizieren und alle erhaltenen Werte zusammenzählen.

Wo erhalte ich den Wert der spezifischen Leistung des Kessels? Natürlich in der Referenzliteratur.

Wenn Sie nicht in Verzeichnissen „graben“ möchten, berücksichtigen Sie folgende Werte dieses Koeffizienten:

• Wenn in Ihrer Gegend die Wintertemperatur nicht unter -15 Grad Celsius fällt, beträgt der spezifische Leistungsfaktor 0,9-1 kW/m2.
• Wenn Sie im Winter Fröste bis -25 ° C beobachten, beträgt Ihr Koeffizient 1,2-1,5 kW / m2.
• Wenn die Temperatur im Winter auf -35 ° C und darunter fällt, müssen Sie bei den Berechnungen der Wärmeleistung mit einem Wert von 1,5-2,0 kW / m2 arbeiten.

Infolgedessen beträgt die Leistung eines Kessels, der ein Gebäude mit 200 "Quadraten" in der Region Moskau oder Leningrad beheizt, 30 kW (200 x 1,5 / 10).

Wie berechnet man die Leistung des Heizkessels nach dem Volumen des Hauses?

In diesem Fall müssen wir uns auf die Wärmeverluste der Struktur verlassen, berechnet nach der Formel:

Mit Q meinen wir in diesem Fall den berechneten Wärmeverlust. V wiederum ist das Volumen und ∆T die Temperaturdifferenz zwischen Innen und Außen des Gebäudes. Unter k versteht man den Wärmeableitungskoeffizienten, der von der Trägheit von Baustoffen, Türblättern und Fensterflügeln abhängt.

Wir berechnen das Volumen der Hütte

Wie bestimmt man das Volumen? Natürlich nach Bauplan. Oder indem Sie einfach die Fläche mit der Deckenhöhe multiplizieren. Unter Temperaturdifferenz versteht man die „Lücke“ zwischen dem allgemein anerkannten „Raum“-Wert – 22-24 °C – und den durchschnittlichen Messwerten eines Thermometers im Winter.

Der Wärmeableitungskoeffizient hängt von der Wärmebeständigkeit der Struktur ab.

Daher nimmt dieser Koeffizient abhängig von den verwendeten Baumaterialien und Technologien die folgenden Werte an:

• Von 3,0 auf 4,0 – für rahmenlose Lagerhallen oder Rahmenlager ohne Wand- und Dachdämmung.
• Von 2,0 bis 2,9 - für technische Gebäude aus Beton und Ziegel, ergänzt mit minimaler Wärmedämmung.
• Von 1,0 bis 1,9 - für alte Häuser, die vor der Ära der Energiespartechnologien gebaut wurden.
• Von 0,5 bis 0,9 - für moderne Häuser, die nach modernen Energiesparstandards gebaut wurden.

Infolgedessen erreicht die Leistung des Kessels, der ein modernes, energiesparendes Gebäude mit einer Fläche von 200 Quadratmetern und einer 3-Meter-Decke in einer Klimazone mit 25-Grad-Frost heizt, 29,5 kW ( 200 x 3 x (22 + 25) x 0,9 / 860).

Wie berechnet man die Leistung eines Kessels mit Warmwasserkreislauf?

Warum braucht man 25 % Headroom? Erstens, um die Energiekosten aufgrund des "Abflusses" von Wärme an den Warmwasserwärmetauscher während des Betriebs von zwei Kreisläufen aufzufüllen. Einfach gesagt: Damit Sie nach dem Duschen nicht frieren.

Festbrennstoffkessel Spark KOTV - 18V mit Warmwasserkreislauf

Infolgedessen sollte ein Zweikreiskessel, der die Heizungs- und Warmwassersysteme in einem Haus mit 200 "Quadraten" versorgt, das sich nördlich von Moskau und südlich von St. Petersburg befindet, mindestens 37,5 kW Wärmeleistung (30 x 125 %).

Wie rechnet man am besten - nach Fläche oder nach Volumen?

In diesem Fall können wir nur folgende Hinweise geben:

• Wenn Sie einen Standardgrundriss mit einer Deckenhöhe von bis zu 3 Metern haben, dann zählen Sie nach Bereich.
• Wenn die Deckenhöhe die 3-Meter-Marke überschreitet oder wenn die Gebäudefläche mehr als 200 Quadratmeter beträgt, zählen Sie nach Volumen.

Wie viel ist das "zusätzliche" Kilowatt?

Unter Berücksichtigung des Wirkungsgrads von 90 % eines gewöhnlichen Kessels müssen für die Erzeugung von 1 kW Wärmeleistung mindestens 0,09 Kubikmeter Erdgas mit einem Heizwert von 35.000 kJ/m3 verbraucht werden. Oder etwa 0,075 Kubikmeter Brennstoff mit einem maximalen Heizwert von 43.000 kJ/m3.

Infolgedessen kostet ein Berechnungsfehler pro 1 kW während der Heizperiode den Eigentümer 688-905 Rubel.Seien Sie daher bei Ihren Berechnungen vorsichtig, kaufen Sie Kessel mit regulierbarer Leistung und bemühen Sie sich nicht, die Wärmeerzeugungskapazität Ihres Heizgeräts "aufzublähen".

Wir empfehlen auch zu sehen:

• LPG-Gaskessel
• Zweikreis-Festbrennstoffkessel für lange Verbrennung
• Dampfheizung in einem Privathaus
• Schornstein für Heizkessel für feste Brennstoffe

Apropos Vorarbeiten.

Da die hydraulische Berechnung sehr zeit- und arbeitsaufwändig ist, müssen wir zunächst einige Berechnungen durchführen:

1. Bestimmen Sie die Bilanz von Räumen und Räumen, die beheizt werden.
2. Entscheiden Sie sich für die Art der Heizungsanlage und des Wärmetauschers. Ordnen Sie sie gemäß dem allgemeinen Plan des Gebäudes an.
3. Bevor Sie mit der Berechnung fortfahren, müssen Sie Rohrleitungen auswählen und über die Konfiguration des gesamten Heizsystems entscheiden.
4. Es ist notwendig, eine Zeichnung des Systems anzufertigen, vorzugsweise ein axonometrisches Diagramm. Geben Sie darin die Länge der Abschnitte, die Anzahl und die Größe der Belastung an.
5. Auch der Zirkulationsring sollte vorher installiert werden.

Wichtig! Wenn es sich bei der Berechnung um ein Holzhaus handelt, gibt es keine Unterschiede zu Ziegeln, Beton usw.

wird nicht.

Kühlmittelverbrauch

Der Kühlmitteldurchfluss wird nach folgender Formel berechnet:

,
wobei Q die Gesamtleistung des Heizsystems in kW ist; aus der Berechnung des Wärmeverlustes des Gebäudes entnommen

Cp ist die spezifische Wärmekapazität von Wasser, kJ/(kg*°C); für vereinfachte Berechnungen nehmen wir gleich 4,19 kJ / (kg * Grad C)

ΔPt ist die Temperaturdifferenz am Einlass und Auslass; In der Regel übernehmen wir den Vor- und Rücklauf des Kessels

Wärmeträgerstromrechner (nur für Wasser)
Q = kW; Δt = °C; m = l/s
Auf die gleiche Weise können Sie die Durchflussmenge des Kühlmittels in einem beliebigen Abschnitt des Rohrs berechnen.Die Abschnitte werden so gewählt, dass das Rohr die gleiche Wassergeschwindigkeit hat. Somit erfolgt die Unterteilung in Abschnitte vor dem T-Stück oder vor der Reduktion. Es ist notwendig, alle Heizkörper, zu denen das Kühlmittel durch jeden Abschnitt des Rohrs fließt, nach Leistung zu summieren. Setzen Sie dann den Wert in die obige Formel ein. Diese Berechnungen müssen für die Rohre vor jedem Heizkörper durchgeführt werden.

Hydraulische Berechnung der Heizungsanlage - Berechnungsbeispiel

Betrachten Sie als Beispiel ein Zweirohr-Schwerkraftheizungssystem.

Ausgangsdaten für die Berechnung:

• berechnete thermische Belastung des Systems - Qsp. = 133 kW;
• systemparameter - tg = 750С, to = 600С;
• Kühlmitteldurchfluss (berechnet) – Vco = 7,6 m3/h;
• das Heizsystem ist über eine horizontale hydraulische Weiche mit den Kesseln verbunden;
• Die Automatisierung jedes Kessels hält das ganze Jahr über eine konstante Temperatur des Kühlmittels am Ausgang aufrecht - tg = 800 ° C;
• am Eingang jedes Verteilers ist ein automatischer Differenzdruckregler installiert;
• Das Heizsystem der Verteiler besteht aus Metall-Kunststoff-Rohren, und die Wärmezufuhr zu den Verteilern erfolgt über Stahlrohre (Wasser- und Gasleitungen).

Die Durchmesser der Rohrleitungsabschnitte wurden unter Verwendung eines Nomogramms für eine gegebene Kühlmittelgeschwindigkeit von 0,4–0,5 m/s ausgewählt.

In Abschnitt 1 ist ein Ventil DN 65 eingebaut, dessen Widerstand nach Herstellerangaben 800 Pa beträgt.

Im Abschnitt 1a ist ein Filter mit einem Durchmesser von 65 mm und einem Durchsatz von 55 m3/h installiert. Der Widerstand dieses Elements beträgt:

0,1 x (G / kV) x 2 \u003d 0,1 x (7581/55) x 2 \u003d 1900 Pa.

Der Widerstand des Dreiwegeventils dó = 40 mm und kv = 25 m3/h beträgt 9200 Pa.

Ebenso erfolgt die Berechnung der restlichen Teile des Wärmeversorgungssystems der Verteiler. Bei der Berechnung des Heizsystems wird der Hauptzirkulationsring vom Verteiler über das am stärksten belastete Heizgerät ausgewählt. Die hydraulische Berechnung erfolgt in der 1. Richtung.

Kühlmittelverbrauch

Kühlmittelverbrauch

Um zu zeigen, wie die hydraulische Berechnung der Heizung durchgeführt wird, nehmen wir als Beispiel ein einfaches Heizungsschema, das einen Heizkessel und Heizkörper mit einem Kilowatt Wärmeverbrauch enthält. Und es gibt 10 solcher Heizkörper im System.

Hier ist es wichtig, das gesamte Schema korrekt in Abschnitte zu unterteilen und gleichzeitig eine Regel strikt einzuhalten - in jedem Abschnitt sollte sich der Durchmesser der Rohre nicht ändern. Der erste Abschnitt ist also eine Rohrleitung vom Kessel zum ersten Erhitzer. Der zweite Abschnitt ist eine Rohrleitung zwischen dem ersten und dem zweiten Kühler

Usw

Der zweite Abschnitt ist eine Rohrleitung zwischen dem ersten und dem zweiten Kühler. Usw

Der erste Abschnitt ist also eine Rohrleitung vom Kessel zum ersten Erhitzer. Der zweite Abschnitt ist eine Rohrleitung zwischen dem ersten und dem zweiten Kühler. Usw.

Wie erfolgt die Wärmeübertragung und wie sinkt die Temperatur des Kühlmittels? Beim Eintritt in den ersten Kühler gibt das Kühlmittel einen Teil der Wärme ab, die um 1 Kilowatt reduziert wird. Im ersten Abschnitt erfolgt die hydraulische Berechnung unter 10 Kilowatt. Aber im zweiten Abschnitt ist es schon unter 9. Und so weiter mit einer Abnahme.

Es gibt eine Formel, mit der Sie die Durchflussrate des Kühlmittels berechnen können:

G \u003d (3,6 x Qch) / (mit x (tr-to))

Qch ist die berechnete Wärmelast des Standorts. In unserem Beispiel sind es für den ersten Abschnitt 10 kW, für den zweiten 9.

c ist die spezifische Wärmekapazität von Wasser, der Indikator ist konstant und beträgt 4,2 kJ / kg x C;

tr ist die Temperatur des Kühlmittels am Eintritt in den Abschnitt;

to ist die Temperatur des Kühlmittels am Austritt aus der Baustelle.

…und das über die gesamte Lebensdauer des Systems

Wir möchten, dass das Hydrauliksystem während seiner gesamten Lebensdauer so funktioniert, wie es sollte. Mit TA SCOPE und TA Select können Sie ganz einfach überprüfen, ob das System ordnungsgemäß funktioniert.

In TA SCOPE werden Durchfluss, Differenzdruck, 2 Temperaturen, Differenztemperatur und Leistung eingegeben. Um diese Messdaten zu analysieren, werden sie in TA Select geladen.

Nach BasisdatenerhebungUm die Wärmeverluste des Hauses und die Leistung der Heizkörper zu bestimmen, muss noch eine hydraulische Berechnung des Heizsystems durchgeführt werden. Richtig ausgeführt, ist es eine Garantie für den korrekten, leisen, stabilen und zuverlässigen Betrieb der Heizungsanlage. Darüber hinaus ist es eine Möglichkeit, unnötige Kapitalinvestitionen und Energiekosten zu vermeiden.

Berechnung des Wasservolumens und der Kapazität des Ausdehnungsgefäßes

Um die Leistung des Ausdehnungsgefäßes zu berechnen, die für jedes geschlossene Heizsystem obligatorisch ist, müssen Sie das Phänomen der Erhöhung des darin enthaltenen Flüssigkeitsvolumens verstehen. Dieser Indikator wird unter Berücksichtigung von Änderungen der Hauptleistungsmerkmale, einschließlich Temperaturschwankungen, geschätzt. In diesem Fall variiert es in einem sehr weiten Bereich - von Raumtemperatur +20 Grad bis zu Betriebswerten innerhalb von 50-80 Grad.

Mit einer praxiserprobten groben Abschätzung lässt sich das Volumen des Ausdehnungsgefäßes ohne unnötige Probleme berechnen.Es basiert auf den Erfahrungen aus dem Betrieb des Geräts, wonach das Volumen des Ausgleichsbehälters etwa ein Zehntel der Gesamtmenge des im System zirkulierenden Kühlmittels beträgt.

Gleichzeitig werden alle Elemente berücksichtigt, einschließlich Heizkörper (Batterien) sowie der Wassermantel der Kesseleinheit. Um den genauen Wert des gewünschten Indikators zu bestimmen, müssen Sie den Pass der verwendeten Ausrüstung nehmen und darin die Elemente finden, die sich auf die Kapazität der Batterien und den Arbeitstank des Kessels beziehen. Nach ihrer Bestimmung ist es nicht schwierig, das überschüssige Kühlmittel im System zu finden

Dazu wird zunächst die Querschnittsfläche von Polypropylenrohren berechnet und anschließend der resultierende Wert mit der Länge der Rohrleitung multipliziert. Nach dem Aufsummieren für alle Zweige der Heizungsanlage werden die Nummern aus dem Pass für Heizkörper und den Kessel hinzugefügt. Dann wird ein Zehntel der Gesamtsumme abgezogen

Nach ihrer Bestimmung ist es nicht schwierig, das überschüssige Kühlmittel im System zu finden. Dazu wird zunächst die Querschnittsfläche von Polypropylenrohren berechnet und anschließend der resultierende Wert mit der Länge der Rohrleitung multipliziert. Nach dem Aufsummieren für alle Zweige der Heizungsanlage werden die Nummern aus dem Pass für Heizkörper und den Kessel hinzugefügt. Ein Zehntel der Gesamtsumme wird dann gezählt.

Werkzeuge im Valtec-Hauptmenü

Valtec hat wie jedes andere Programm oben ein Hauptmenü.

Wir klicken auf die Schaltfläche "Datei" und sehen im sich öffnenden Untermenü die Standardwerkzeuge, die jedem Computerbenutzer aus anderen Programmen bekannt sind:

Das in Windows integrierte Programm "Rechner" wird gestartet, um Berechnungen durchzuführen:

Mit Hilfe des "Umrechners" rechnen wir eine Maßeinheit in eine andere um:

Hier gibt es drei Spalten:

Ganz links wählen wir die physikalische Größe aus, mit der wir arbeiten, zum Beispiel Druck. In der mittleren Spalte - die Einheit, von der Sie umrechnen möchten (z. B. Pascal - Pa), und in der rechten - in die Sie umrechnen möchten (z. B. in technische Atmosphären). Es gibt zwei Zeilen in der oberen linken Ecke des Rechners, wir werden den während der Berechnungen erhaltenen Wert in die obere eintragen, und die Umrechnung in die erforderlichen Maßeinheiten wird sofort in der unteren angezeigt ... Aber wir werden es tun über all dies zu gegebener Zeit sprechen, wenn es um die Praxis geht.

In der Zwischenzeit machen wir uns weiter mit dem Menü "Extras" vertraut. Formulargenerator:

Dies ist für Designer erforderlich, die Projekte im Auftrag ausführen. Wenn wir in unserem Haus nur heizen, brauchen wir den Formulargenerator nicht.

Der nächste Button im Hauptmenü des Valtec-Programms ist „Styles“:

Es steuert das Erscheinungsbild des Programmfensters - es passt sich der Software an, die auf Ihrem Computer installiert ist. Für mich ist das so ein unnötiges Gadget, weil ich zu denen gehöre, für die es nicht hauptsächlich um „Dame“ geht, sondern darum, dorthin zu gelangen. Und Sie entscheiden selbst.

Schauen wir uns die Werkzeuge unter dieser Schaltfläche genauer an.

In "Klimatologie" wählen wir das Baugebiet aus:

Der Wärmeverlust im Haus hängt nicht nur von den Materialien der Wände und anderer Strukturen ab, sondern auch vom Klima des Gebiets, in dem sich das Gebäude befindet. Folglich sind die Anforderungen an das Heizsystem klimaabhängig.

In der linken Spalte finden wir das Gebiet, in dem wir leben (Republik, Region, Region, Stadt). Wenn unsere Siedlung nicht hier ist, wählen Sie die nächste aus.

"Materialien". Hier sind die Parameter verschiedener Baumaterialien, die beim Bau von Häusern verwendet werden.Aus diesem Grund haben wir bei der Erhebung der ersten Daten (siehe frühere Entwurfsmaterialien) die Materialien von Wänden, Böden und Decken aufgelistet:

Lochwerkzeug. Hier die Informationen zu Tür- und Fensteröffnungen:

"Rohre". Hier werden Informationen über die Parameter von Rohren gesammelt, die in Heizungssystemen verwendet werden: Innen- und Außenmaße, Widerstandskoeffizienten, Rauheit der Innenflächen:

Wir werden dies in hydraulischen Berechnungen benötigen - um die Leistung der Umwälzpumpe zu bestimmen.

"Heizungen". Eigentlich gibt es hier nichts außer den Eigenschaften dieser Kühlmittel, die in das Heizsystem des Hauses gegossen werden können:

Diese Eigenschaften sind Wärmekapazität, Dichte, Viskosität.

Als Kühlmittel wird nicht immer Wasser verwendet, es kommt vor, dass Frostschutzmittel in das System gegossen werden, die im Volksmund als „nicht gefrierend“ bezeichnet werden. Über die Wahl des Kühlmittels werden wir in einem separaten Artikel sprechen.

"Verbraucher" zur Berechnung des Heizsystems werden nicht benötigt, da dieses Tool zur Berechnung von Wasserversorgungssystemen:

"KMS" (Koeffizienten des lokalen Widerstands):

Jedes Heizgerät (Heizkörper, Ventil, Thermostat usw.) erzeugt einen Widerstand gegen die Bewegung des Kühlmittels, und diese Widerstände müssen berücksichtigt werden, um die Leistung der Umwälzpumpe richtig auszuwählen.

„Geräte nach DIN“. Hier geht es wie bei "Verbrauchern" eher um Wasserversorgungssysteme:

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Merkmale, Vor- und Nachteile natürlicher und erzwungener Kühlmittelumläufe für Heizungsanlagen:

Als Ergebnis der Berechnungen der hydraulischen Berechnung erhielten wir spezifische physikalische Eigenschaften des zukünftigen Heizsystems.

Dies ist natürlich ein vereinfachtes Berechnungsschema, das ungefähre Angaben zur hydraulischen Berechnung der Heizungsanlage einer typischen Zweizimmerwohnung macht.

Sie versuchen selbstständig eine hydraulische Berechnung der Heizungsanlage durchzuführen? Oder vielleicht sind Sie mit dem präsentierten Material nicht einverstanden? Wir warten auf Ihre Kommentare und Fragen - der Feedback-Block befindet sich unten.