Archive for marts, 2010

Gaisavadu dimensionēšana

28/03/2010

Patiesībā diezgan vienkārša lieta, kur svarīgākais punkts ir gaisa ātrums gaisavadā. Izejot no tā, tiek piemeklēts nepieciešamais caurules diametrs. Tabulā zemāk atrodami ātrumi gaisavados, atkarībā no sistēmas veida un gaisavadu posmiem.

Caurules raksturojums Komforta sistēma Industriālā sistēma Sistēma ar lieliem ātrumiem
Galvenie 4 – 7 m/s 8 – 12 m/s 10 – 18 m/s
Vidējie 3 – 5 m/s 5 – 8 m/s 6 – 12 m/s
Sazarotie 1 – 3 m/s 3 – 5 m/s 5 – 8 m/s

Tad nu ķersimies klāt. Uzdevums ir noteikt gaisavadu izmērus priekš trim telpām. Tur būs tikai nosūce, precīzāk runājot – mehāniskā nosūce, dabiskā pieplūde. Shēma attēlota zemāk.

Visu sistēmu esmu sadalījis posmos. Visi posmi sastāv no apaļajiem cauruļvadiem. Katrai no trim telpām ir citādāks gaisa nosūces apjoms. Piemeklēsim maksimālos pieļaujamos nosūces ātrumus gaisavados. Pieņemsim, ka tā ir komforta sistēma (skaties tabulu). Tā atbilst dzīvojamās mājas ventilācijas sistēmai. 1., 2. un 3. posms būs sazarotie cauruļvadi ar gaisa ātrumu līdz 3 m/s. 4. un 5. posmu pieņemsim par vidējiem cauruļvadiem ar maksimālo gaisa ātrumu tajos – 5 m/s. Ja sistēma būtu lielāka, sazarotāka, tad varētu pieņemt maksimālos ātrumus arī līdz 7 m/s. Bet tā mums šeit nav.

Nākošais solis ir, izejot no maksimālajiem ātrumiem un gaisa plūsmas apjoma cauruļvados, piemeklēt to šķersgriezuma laukumu.

V = v * S, kur

V- gaisa plūsmas apjoms, m³/s

v – gaisa plūsmas ātrums, m/s

S –  gaisavada (iekšējais) šķērsgriezuma laukums, m²

Lai  gan formula izskatās vienkārša, tā nemaz nav. Ir vairākas vietas, kur pielaist kļūdas. Tev vajag zināt riņķa līnijas laukumu, lai aprēķinātu apaļā gaisavada diametru.

S = 3,14 * D² / 4, kur D – diametrs, m

Nu lūk, saliekot abas šīs formulas kopā, aprēķini diametru.

Es pats izmantoju MS Excel, kur nav jāmokās, un iegūstu sekojošus rezultātus:

1.posms – DN 78 (diametrs 78 mm);

2. posms – DN 110;

3. posms – DN 90;

4.posms – DN 104;

5.posms – DN 125.

Nu lūk, diametri ir aprēķināti. Mani iegūtie rezultāti parāda minimālo diametru, pie kura gaisa plūsmas ātrums nepārsniedz maksimālo vērtību, vai tā ir 3 m/s vai 5 m/s.

Beidzamais solis ir piemeklēt reālus gaisavadus. Standarta apaļie cauruļvadi ir ar diametriem DN 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 310, 400 utt.

Tātad 1.posmam būs DN 80, 2.posmam – DN 125, 3.posmam – DN 100, 4.posmam – DN 125, 5.posmam – DN 125. Tas arī viss.

Nākošais, ko aprakstīšu būs korekta ventilatora izvēle, bet par to nākamajā rakstā.

Secinājumi.

1. Ātrums gaisavados ir cieši saistīts ar trokšņu veidošanos un arī ar sistēmas kapitālizmaksām. Jo lielāks ātrums, jo lielāks troksnis, taču mazāki cauruļu izmēri.

2. Sazarotie gaisavadi no vidējiem un galvenajiem atšķiras ar to, ka atrodas vistuvāk dzīvojamai telpai. Tieši tāpēc ātrumam tajos ir jābūt mazākam.

Siltuma akumulatora pieslēguma shēma

09/03/2010

Nu jau kādu laiku nav rakstīts, bet kā saka “klusumā mācās”. Un šoreiz piedāvāšu malkas katla novietnes shēmu, uzsverot tieši akumulācijas tvertnes pieslēgumu un tā aprēķinu.

Laikam esmu jau teicis, ka, piemēram, Vācijā, projektējot individuālās mājas ar MALKAS KATLIEM, obligāti nepieciešams uzstādīt akumulācijas tvertni, kura funkcija ir uzkrāt enerģiju. Jo malkas katlus nevar automatizēt. Kad kurina, tad ir silts, kā pārstāj – auksts. Automātiskajā režīmā, protams, uzkrāt enerģiju īsti nav jēgas. Cik enerģijas vajag, tik automātiski tiek padots dzīvojamā ēkā.

Nu tad vērsim pie ragiem. Augsā, lielos vilcienos, attēlota katlumājas shēma. Šo shēmu konkrēti ņēmu no internetā pieejamā R. Šeļegovska “Apsildes sistēmu elementu aprēķina metode un piemēri”. Tur arī viņš pats ir to aprakstījis lielos vilcienos. Un es centīšos jums to aprakstīt mazākos vilcienos.

Pie “aukstas” sistēmas recirkulācijas sūknis (pie katla) dzen ūdeni sekojoši: katls-termovārsts-recirkulācijas sūknis-katls. Tas tā notiek līdz 60ºC, kad termovārsts ļauj ūdenim cirkulēt pārējā sistēmas daļā (gan tvertnē, gan uz radiatoriem). 60ºC – tas nozīmē, ka vārsts uztur katlā vismaz 60ºC. Tā kā sistēma ir “auksta”, plūsmu baipasā (vertikālajā caurulē no trīsceļu vārsta) trīsceļu vārsts ir noslēdzis, principā viss ūdens iet tikai uz radiatoriem. Kad sistēma ir uzsilusi un tiek sasniegta noteikta temperatūra, vārsts padod plūsmu baipasā, kur atgaita sajaucās ar karsto turpgaitu, kas nāk no akumulācijas tvertnes vai katla. Tā kā trīsceļu vārsts no kreisās puses piegriež karstā ūdens padevi, katls lieko enerģiju sāk lādēt akumulācijas tvertnē (plūsma no augšas uz leju). Kad pārstāj kurināt, temperatūra katlā krīt zem 60ºC un termovārsts dzen plūsmu tāpat kā pie “aukstas” sistēmas. Tad plūsma uz radiatoriem caur akumulācijas tvertni tiek dzīta no apakšas uz augšu. Tādā veidā sistēma tiek uzturēta vienmērīgi silta, un liekā enerģija – uzglabāta akumulācijas tvertnē.

Cik lielu akumulācijas tvertni izvēlēties? Lai atbildētu uz šo jautājumu, apskatīsim 2 variantus:

1.ĒKA: siltuma zudumi ir 20kW (pie āra temperatūras -20ºC), katls izvēlēts ar jaudu 45kW (aprēķinos efektīvo jaudu pieņemu 40kW), Δt=60 (temperatūras kritums akumulācijas tvertnē).

Tvertnes tilpums 1 m³ 2 m³ 3 m³
Ārgaisa temperatūra -20ºC 0ºC -20ºC 0ºC -20ºC 0ºC
Siltuma zudumi 20kW 10kW 20kW 10kW 20kW 10kW
Kurināšanas laiks, stundas 4 3 7 5 11

8

Siltuma izmantošanas laiks, stundas 4 8 7 15 11 22

Ņemot vērā, ka katlu ir vērts kurināt ne vairāk par 5 stundām, variants ar 3 m³ tvertni nav tas labākais, derēs mazākas tvertnes.

2.ĒKA: siltuma zudumi uz pusi mazāki: 10kW, katls tas pats 45kW (40kW), Δt=60.

Tvertnes tilpums 1 m³ 2 m³ 3 m³
Ārgaisa temperatūra -20ºC 0ºC -20ºC 0ºC -20ºC 0ºC
Siltuma zudumi 10kW 5kW 10kW 5kW 10kW 5kW
Kurināšanas laiks, stundas 3 2,5 5 5 8 7
Siltuma izmantošanas laiks, stundas 8 16 15 30 22 44

Šādā gadījumā 1m³ tvertne nebūtu ieteicama, jo ir pārāk īss siltuma izmantošanas laiks.

Mēs varam izdarīt pāris secinājumu:

  1. “Sveiks! Kas jauns? – Pats jauns, hehehe… – Bet kā citādāk? – Nuu, uzliku jaunu akumulācijas tvertni – Nopietni? Uz cik tad liela? – Nuu, standrtiņš, 950 litru – Ūuu, izklausās labi! – Jā, man teica, ka pilnīgi pietiek…” BŪŪŪuuu!!! Tik maza akumulācijas tvertne un mazāk – tas vairumā gadījumu ir par maz un nav nopietni (ja vien ēkai nav ļoti zemi siltuma zudumi), vajag lielāku;
  2. Jo lielāka akumulācijas tvertne, jo ilgāk tā jākurina;
  3. Jo lielāka akumulācijas tvertne, jo vairāk siltuma tā var izdot;
  4. Siltuma zudumi, attiecībā pret katla jaudu ir zemi, tātad, katla jaudas lielums ir jāsaista ar akumulācijas tvertnes lielumu;
  5. Jāizvēlas tik liels katls, lai 4-6 stundās akumulācijas tvertni varētu pilnībā piekurināt ;
  6. Jāizvēlas tik liela tvertne, lai nebūtu jāceļas naktī augšā un jākurina. Siltuma izmantošanas laiks tātad: 10 un vairāk stundas.

Jāpiezīmē vēl tik tas, ka kurināšanas laikā nav ieskaitīta/as stundas, kamēr piesilst pati māja. Stundu atskaite sākas, kad katls ir gandrīz sasniedzis savu maksimālo jaudu. Tā ka droši vēl kāda stundiņa pie kurināšanas ilguma nāks klāt. Un iekavās atzīmēju reālo katla jaudu, jo malkas katliem parasti ir pazems lietderības koeficients. Tirgotāji parasti norāda 75-80%. Šiem katliem nav ekonomaizeru (siltuma atgūšana no dūmgāzēm), kas šo koeficientu radītu lielāku. Un kā pamanījāt, kad apkures sezonas vidējā temperatūra ir ap 0ºC, siltuma zudumi būs tieši 2 reizes mazāki nekā pie -20ºC.

Daži citi secinājumi:

Pie normāliem siltuma zudumiem ņemiet max izmēra katlu un lielu akumulācijas tvertni un būsiet ieguvēji.

Ir pagājis tas laiks, kad malkas katlus nevarēja automatizēt. Pārbūvējiet, automatizējiet visas sistēmas darbības un būs tas pats komforts, kas kurinot ar granulām vai gāzi.

Kurinot malku, Tu atbalsti vietējos.