Základní principy hydraulického výpočtu otopné soustavy

Systém ohřevu vody musí být bezhlučný za jakýchkoliv provozních podmínek. Mechanický hluk vzniká v důsledku teplotní roztažnosti potrubí při absenci kompenzátorů a pevných podpěr na hlavních vedeních a stoupačkách. Při použití ocelových nebo měděných trubek se kvůli vysoké zvukové vodivosti kovů šíří hluk po celém topném systému bez ohledu na vzdálenost zdroje hluku.

Hydraulický hluk vzniká v důsledku výrazné turbulence proudění při zvýšené rychlosti vody v potrubí a při výrazném přiškrcení průtoku chladicí kapaliny regulačním ventilem. Proto ve všech fázích návrhu a hydraulického výpočtu otopné soustavy, při výběru každého regulačního a vyvažovacího ventilu, při výběru výměníků tepla a čerpadel, při analýze teplotní roztažnosti potrubí je nutné při výběru vhodného zařízení a armatur vzít v úvahu možný zdroj a hladinu hluku.

Účelem hydraulického výpočtu tlakové ztráty na vstupu do topného systému je:

• stanovení průměrů sekcí topného systému;
• výběr regulačních ventilů, které jsou instalovány na odbočkách, stoupačkách a přípojkách topných zařízení;
• výběr obtokových, oddělovacích a směšovacích ventilů;
• výběr vyvažovacích ventilů a stanovení hodnoty jejich hydraulického seřízení.

Při prvotním uvádění otopné soustavy do provozu jsou vyvažovací ventily seřízeny na projektové parametry. Před zahájením hydraulického výpočtu je nutné vyznačit na schématu otopné soustavy výpočtové tepelné zatížení každého topného zařízení rovnající se celkovému výpočtovému tepelnému zatížení místnosti. Pokud jsou v místnosti dvě nebo více topných zařízení, je třeba tuto hodnotu rozdělit mezi ně.

Poté byste měli vybrat hlavní designový oběhový kroužek. Každý cirkulační kroužek otopného systému je uzavřeným okruhem po sobě jdoucích sekcí, počínaje výtlačným potrubím oběhového čerpadla a konče jeho sacím potrubím. V jednotrubkovém topném systému se počet cirkulačních kroužků rovná počtu stoupaček nebo vodorovných větví a u dvoutrubkového systému počtu topných zařízení.

Pro každý cirkulační kroužek musí být instalovány vyvažovací ventily. V jednotrubkovém topném systému se tedy počet vyvažovacích ventilů rovná počtu stoupaček nebo vodorovných větví a u dvoutrubkového systému počtu topných zařízení, kde jsou vyvažovací ventily instalovány na vratném potrubí topného zařízení.

Jako hlavní vypočítaný cirkulační kroužek se bere následující:

• v systémech se stejným průtokem chladicí kapaliny v hlavních potrubích: pro jednotrubkové systémy – kroužek přes nejvíce zatíženou stoupačku a pro dvoutrubkové systémy – kroužek přes spodní topné zařízení nejvíce zatížené stoupačky. Poté se provede výpočet cirkulačních kroužků přes extrémní stoupačky (blízké a vzdálené);
• v systémech se slepým tokem chladicí kapaliny v hlavních potrubích: pro jednotrubkové systémy – prstenec přes nejvíce zatíženou z nejvzdálenějších stoupaček a pro dvoutrubkové systémy – prstenec skrz spodní topné zařízení nejzatíženější z nejvzdálenějších stoupaček. Poté se provede výpočet zbývajících cirkulačních kroužků;
• v horizontálních otopných soustavách – prstenec přes nejvíce zatíženou větev spodního podlaží budovy.

Měl by být zvolen jeden ze dvou směrů hydraulického výpočtu hlavního cirkulačního kroužku. První směr hydraulického výpočtu spočívá v tom, že průměry potrubí a tlakové ztráty v prstenci jsou určeny zadanou optimální rychlostí pohybu chladiva v každém úseku hlavního cirkulačního prstence a následně volbou oběhového čerpadla.

Rychlost chladicí kapaliny ve vodorovně uložených trubkách by neměla být nižší než 0,25 m/s, aby se z nich odstranil vzduch. Doporučuje se přijmout optimální konstrukční rychlost chladicí kapaliny pro ocelové trubky do 0,3. 0,5 m/s a pro měděné a polymerové až 0,5. 0,7 m/s. Hodnota měrné tlakové ztráty v důsledku tření R by neměla být větší než 100. 200 Pa/m. Maximální přípustné hodnoty rychlosti vody, při kterých systém funguje tiše, jsou uvedeny v tabulce 4.1.

Tabulka 4.1

Na základě výsledků výpočtu hlavního prstence se provede výpočet zbývajících cirkulačních prstenců stanovením tlaku v nich a výběrem průměrů na základě odhadnuté hodnoty měrných tlakových ztrát (metoda měrných tlakových ztrát). Zpravidla se použije první směr výpočtu:

• pro systémy s lokálním generátorem tepla;
• pro topné systémy s jejich nezávislým připojením k topným sítím;
• pro otopné soustavy se závislým napojením na otopné sítě, ale nedostatečným tlakem na vstupu otopných sítí (kromě směšovacích jednotek s výtahem).

Tlak oběhového čerpadla Рн, Pa, se volí v závislosti na typu topného systému:

• pro vertikální jednotrubkové a bifilární systémy podle vzorce:

Рн = ∆Pс.о. – Re

• pro horizontální jednotrubkové a bifilární, dvoutrubkové systémy podle vzorce:

Рн = ∆Pс.о. — 0,4 x Re

∆Pс.о. — tlaková ztráta v hlavním vypočítaném cirkulačním okruhu, Pa;

Pe je přirozený cirkulační tlak, ke kterému dochází při ochlazování vody v topných zařízeních a potrubích cirkulačních prstenců, Pa.

Druhý směr hydraulického výpočtu spočívá v tom, že výběr průměrů potrubí ve vypočtených úsecích a výpočet tlakových ztrát v cirkulačním prstenci se provádí podle původně zadané hodnoty cirkulačního tlaku pro otopnou soustavu. V tomto případě se průměry sekcí volí na základě odhadované hodnoty měrných tlakových ztrát (pomocí metody měrných tlakových ztrát).

Tento princip se používá pro výpočet otopných soustav s přirozenou cirkulací a soustav se závislým připojením k tepelným sítím:

• s mícháním ve výtahu;
• se směšovacím čerpadlem na propojce s dostatečným tlakem na vstupu topných sítí;
• bez míchání při dostatečném tlaku na vstupu tepelných sítí.

Jako výchozí parametr hydraulického výpočtu je nutné stanovit hodnotu poklesu cirkulačního tlaku ∆Pᴘ, která se v systémech s přirozenou cirkulací rovná:

∆Pᴘ = Re,

U čerpacích systémů se hodnota rozdílu cirkulačních tlaků určuje v závislosti na typu topného systému:

• pro vertikální jednotrubkové a bifilární systémy podle vzorce:

∆Pᴘ = Рн + Ре,

• pro horizontální jednotrubkové a bifilární, dvoutrubkové systémy podle vzorce:

∆Pᴘ = Рн + 0,4 x Ри.

Včasné proplachování a tlaková zkouška topného systému obnovuje funkčnost zařízení používaných k vytápění místností a pomáhá udržovat vysoce výkonné topné sítě. Představují komplex prací, které zahrnují čištění potrubí a baterií, provádění hydraulických zkoušek a seřizování zařízení.

Technické vlastnosti zařízení jsou také významné: zvýšený koeficient prostupu tepla umožňuje výrazně šetřit prostředky vynaložené na vytápění.

ZPŮSOBY PRANÍ TOPNÝCH SÍTÍ

Když chladicí kapalina cirkuluje potrubím a radiátory, interaguje s kovem, což vede ke vzniku chemických procesů v konstrukčních prvcích topné sítě.

V důsledku toho se na vnitřních površích tvoří usazeniny ve formě oxidu hořčíku a železa, vápníku, zinku a síry. Výskyt srážek na stěnách potrubí a topných zařízení usnadňuje i špatná kvalita pracovního prostředí v bytových domech.

Okuje po svařování, velké částice písku a další nečistoty se usazují na vnitřních površích a způsobují zanášení komunikací.

Proplachování topných sítí pomůže zbavit se nežádoucích usazenin. Je nutné, pokud jsou pozorovány následující příznaky:

spotřeba energie se zvyšuje;
v topných zařízeních se objevuje cizí hluk;
dosažení požadované pokojové teploty trvá déle;
baterie se zahřívají nerovnoměrně;
Pokud jsou horké trubky, radiátory zůstávají studené.

Proplachování topného systému lze provádět různými způsoby. Výběr konkrétní možnosti závisí na materiálu baterií a potrubí, stupni znečištění a složení usazenin. Rozlišují se následující typy čištění:

Používá se v bytech vícepodlažních budov k odstranění usazenin z vnitřních povrchů ocelových trubek. K jeho provedení potřebujete speciální vybavení, které se skládá z čerpadla, hadic a nádržky na čisticí kapalinu. Jako činidla se používají roztoky organických a minerálních kyselin, zásad a kompozitní kompozice. Při výběru komponentů pro vytvoření řešení se bere v úvahu povaha nečistot a materiál topných sítí. Chemické proplachování lze provádět v zimě, protože nevyžaduje zastavení topného systému. Nelze jej použít pro baterie vyrobené z hliníku nebo pokud systém není utěsněn;

Je v poptávce, když jsou radiátory a litinové trubky ucpané. Usazeniny se odstraňují pomocí silného proudu vody, který je do systému dodáván pomocí speciálních trysek. Smývá rez, nahromaděné částice bahna a další nečistoty. Hydrodynamické čištění má vysoké náklady, které jsou kompenzovány kvalitou mytí;

Provádí se pomocí speciálního zařízení, které umožňuje vytvářet vysoký tlak. Principem takového čištění je působení na usazeniny turbulentního proudění, které vzniká při přivádění vzduchu do potrubí kompresorem a vyznačují se vysokou kinetickou energií. Pracovní kapalinou je voda, která neobsahuje chemicky agresivní látky. Hydropneumatický způsob proplachování radiátorů usnadňuje řešení usazenin sodíku, hořečnatých solí a dalších prvků pevně spojených s kovovým povrchem.

Odstraňování usazenin ze stěn potrubí a radiátorů by mělo být prováděno přibližně jednou za 5-7 let.
ÚČEL A POUŽITÍ KRIMOVÁNÍ

Tlaková zkouška tepelných sítí je zkouška, která se provádí přiváděním vody nebo vzduchu do systému pod tlakem. Slouží ke kontrole těsnosti komunikací a umožňuje identifikovat netěsnosti a poruchy. Hydraulické zkoušky topných systémů se provádějí v následujících případech: