Pamiętaj: Wyniki kalkulatorów mają charakter informacyjny i zależą od podanych danych oraz przyjętych założeń. W sprawach finansowych, podatkowych, prawnych lub zdrowotnych zweryfikuj wynik w aktualnym źródle lub u odpowiedniego specjalisty. Pamiętaj: Wyniki kalkulatorów mają charakter informacyjny i zależą od podanych danych oraz przyjętych założeń. W sprawach finansowych, podatkowych, prawnych lub zdrowotnych zweryfikuj wynik w aktualnym źródle lub u odpowiedniego specjalisty.
Przejdź do treści

Kalkulator strat ciśnienia w instalacji CO – Pa/m, kPa i wysokość podnoszenia

Wpisz przepływ, średnicę wewnętrzną, długość przewodów i opory miejscowe. Kalkulator policzy prędkość wody, liczbę Reynoldsa, stratę liniową, całkowity spadek ciśnienia i odpowiadającą mu wysokość strat.

Dane analizowanej trasy CO

Wynik przelicza się automatycznie po każdej zmianie danych.
Darcy-Weisbach
l/h
Wpisz przepływ analizowanego odcinka przy warunkach projektowych.
mm
Do obliczeń hydraulicznych używaj średnicy wewnętrznej, nie oznaczenia handlowego.
m
Zaznacz, jeśli wpisana długość jest odległością tylko w jedną stronę.
°C
Wpływa na gęstość i lepkość wody, a więc również na Re i opory.
mm
0,01 mm to tylko wartość startowa. Do projektu wpisz dane właściwe dla konkretnego systemu rur.
Zsumuj K tylko dla elementów, których nie rozliczasz osobno gotowym spadkiem ciśnienia.
kPa
Np. filtr, wymiennik lub zawór z podanym przez producenta Δp przy tym przepływie.
Nie licz tego samego elementu dwa razy. Jeśli dla zaworu lub wymiennika wpisujesz bezpośredni spadek w kPa, nie dodawaj jego współczynnika K do ΣK.
W zamkniętej instalacji CO do doboru pompy analizuje się najbardziej niekorzystną drogę przepływu i wspólne elementy obiegu. Nie sumuje się strat równoległych gałęzi tak, jakby były połączone szeregowo.

Wynik strat ciśnienia

Łączna strata analizowanej trasy
— kPa
Opór liniowy
— Pa/m
Długość w obliczeniu
— m
Strata na rurach
— kPa
Opory miejscowe
— kPa
Prędkość wody
— m/s
Liczba Reynoldsa
—
—
Współczynnik tarcia Darcy'ego
—
Łączna strata
— bar
Równoważna wysokość strat
— m
Wniosek
Wpisz dane, aby policzyć opory.
Wysokość strat dotyczy analizowanej drogi przepływu.

Policz instalację CO krok po kroku

Strata ciśnienia jest kolejnym etapem po ustaleniu wymaganej mocy, przepływu i średnicy przewodu. Dopiero wtedy można ocenić opór konkretnej drogi i sprawdzić, jakiej wysokości podnoszenia będzie wymagała pompa obiegowa.

Co dokładnie liczy kalkulator?

Kalkulator szacuje straty hydrauliczne jednej analizowanej drogi w zamkniętej instalacji CO z wodą. Łączy opór prostych odcinków rur, opory miejscowe opisane przez ΣK oraz dodatkowe spadki urządzeń podane bezpośrednio w kPa.

Wynik obejmuje prędkość przepływu, liczbę Reynoldsa, współczynnik tarcia, Pa/m, stratę na rurach, opory miejscowe, całkowite kPa i równoważną wysokość strat. Nie zastępuje charakterystyki pompy, danych producenta armatury ani obliczeń dla cieczy o innych właściwościach niż woda.

Jeżeli nie znasz jeszcze średnicy, zacznij od kalkulatora średnicy rur CO. Gotowy wynik możesz później przenieść do kalkulatora doboru pompy obiegowej CO.

Jak liczone są straty liniowe i miejscowe?

Dla prostego odcinka stosowane jest równanie Darcy'ego-Weisbacha:

Δp = f × (L / D) × (ρ × v² / 2)

gdzie f jest współczynnikiem tarcia Darcy'ego, L długością przewodu, D średnicą wewnętrzną, ρ gęstością wody, a v średnią prędkością przepływu.

Opory miejscowe są dodawane osobno:

Δpₘ = ΣK × ρv² / 2

Kalkulator wykorzystuje ciągłą korelację Churchilla zależną od Re i względnej chropowatości. Obejmuje ona przepływ laminarny, przejściowy i turbulentny; w zakresie laminarnym sprowadza się praktycznie do zależności 64/Re. Dzięki temu nie stosuje arbitralnej liniowej interpolacji w strefie przejściowej.

Przykład: 860 l/h, rura 20 mm i 15 m w jedną stronę

Dla danych startowych przepływ 860 l/h to około 0,0002389 m³/s, a średnica wewnętrzna 20 mm daje pole przekroju około 0,000314 m². Prędkość wody wynosi więc około 0,760 m/s.

Przy średniej temperaturze 50°C i chropowatości 0,01 mm otrzymujemy Re około 27 600, współczynnik tarcia około 0,0253 i opór liniowy około 360,8 Pa/m.

Po zaznaczeniu zasilania i powrotu 15 m staje się 30 m przewodu. Strata rur to około 10,82 kPa, a dla ΣK = 8 opory miejscowe około 2,29 kPa. Łącznie, bez dodatkowych urządzeń, wychodzi około 13,11 kPa, czyli około 1,35 m wysokości strat.

To test kontrolny zaimplementowany niezależnie od kodu kalkulatora; służy do wychwytywania błędów jednostek i zmian w logice.

Liczba Reynoldsa i chropowatość rury

Liczba Reynoldsa opisuje relację bezwładności do lepkości. Dla Re poniżej około 2300 przepływ jest traktowany jako laminarny. Zakres około 2300–4000 jest strefą przejściową, w której wynik współczynnika tarcia jest mniej pewny niż przy jednoznacznym przepływie laminarnym lub turbulentnym.

Chropowatość ε wpływa przede wszystkim na przepływ turbulentny. Pole jest edytowalne, ponieważ rzeczywista wartość zależy od materiału, wykonania i stanu przewodu. Do projektu najlepiej używać danych producenta dla konkretnego systemu rur.

Jeśli analizujesz pętlę podłogówki, możesz dodatkowo porównać wynik z kalkulatorem spadku ciśnienia pętli ogrzewania podłogowego.

Pa/m, kPa i metry wysokości strat

Pa/m pokazuje jednostkową stratę prostego przewodu. kPa opisuje całkowitą stratę analizowanej drogi, a wynik w metrach jest równoważną wysokością strat wyliczoną z zależności H = Δp/(ρg).

W prawidłowo napełnionej, zamkniętej instalacji grzewczej wysokości budynku nie dodaje się po prostu do wysokości podnoszenia pompy. Podczas obiegu podnoszenie w jednej części pętli jest równoważone opadaniem w drugiej; pompa musi przede wszystkim pokonać straty przepływu.

Ciśnienie statyczne instalacji pozostaje osobnym zagadnieniem. Możesz je sprawdzić w kalkulatorze ciśnienia wstępnego naczynia CO.

Ciekawostka

Zmniejszenie średnicy rury wpływa na straty znacznie mocniej niż proporcjonalnie. Przy tym samym przepływie rośnie prędkość, a w równaniu strat występuje składnik v². Dlatego niewielka zmiana średnicy wewnętrznej może bardzo wyraźnie zmienić wynik Pa/m.

Opory miejscowe i dodatkowe urządzenia – nie dubluj strat

Kolana, trójniki, zwężenia i część zaworów można opisać współczynnikami K. Wtedy ich strata wynosi ΣK × ρv²/2. Dla filtrów, wymienników, zaworów regulacyjnych lub źródeł ciepła producent często podaje jednak gotową charakterystykę Δp przy konkretnym przepływie.

Dla jednego elementu wybierz jedną metodę. Jeśli spadek zaworu doliczasz bezpośrednio jako kPa, nie wpisuj jednocześnie jego K. W przeciwnym razie ten sam opór zostanie policzony dwa razy.

W instalacji podłogowej warto też sprawdzić dobór rozdzielacza i przepływy poszczególnych pętli.

Najczęstsze błędy przy liczeniu oporów CO

Najczęstszy błąd to użycie średnicy zewnętrznej zamiast wewnętrznej. Kolejny to policzenie tylko jednej nitki, mimo że analizowana droga obejmuje zasilanie i powrót. Często pomija się też zawory, filtry, wymienniki albo przeciwnie — ten sam element dodaje jednocześnie jako K i jako gotowe kPa.

Nie sumuj także strat wszystkich równoległych gałęzi. Dla wysokości podnoszenia pompy analizuje się drogę hydrauliczną o największym wymaganym oporze przy projektowym przepływie oraz wspólne odcinki instalacji.

Nie przenoś wyniku dla wody bezpośrednio na roztwór glikolu. Zmiana gęstości i szczególnie lepkości zmienia Re i straty. Osobnym zagadnieniem są również straty ciepła z przewodów CO.

Wskazówka od KalkulatorXXL

Porównując dwie średnice, patrz jednocześnie na prędkość, Pa/m i całkowity opór najbardziej niekorzystnej drogi. Sam „ładny” wynik prędkości nie wystarcza do doboru przewodu ani pompy.

Po wyznaczeniu pełnej drogi hydraulicznej przenieś przepływ oraz wysokość strat do kalkulatora doboru pompy obiegowej CO.

Jak uwzględnić pętle podłogówki?

Opór pojedynczej pętli policzysz w kalkulatorze spadku ciśnienia pętli. Na rozdzielaczu przepływy równoległych pętli sumują się w odcinku wspólnym, ale ich spadków ciśnienia nie dodaje się do siebie tak, jak elementów połączonych szeregowo.

Do bilansu pompy wybiera się najbardziej niekorzystną drogę od pompy przez odcinki wspólne, rozdzielacz i pętlę aż do powrotu.

Założenia i źródła techniczne

NIST opisuje straty tarcia w prostych rurach równaniem Darcy'ego-Weisbacha oraz rozdziela straty liniowe przewodów od dodatkowych strat kształtek i zaworów. Kalkulator stosuje ten sam podział: prosty przewód, ΣK i znane spadki urządzeń są liczone oddzielnie.

Właściwości wody są wyznaczane z temperatury w zakresie używanym w kalkulatorze. Wynik pozostaje obliczeniem inżynierskim do wstępnej analizy instalacji, a nie projektem wykonawczym ani zamiennikiem charakterystyk producenta.

NIST Technical Note 2206 – pressure losses in pipes and fittings

NIST Chemistry WebBook – właściwości termofizyczne płynów

FAQ – straty ciśnienia w instalacji CO

Dla prostego przewodu można użyć równania Darcy’ego-Weisbacha. Potrzebne są przepływ, średnica wewnętrzna, długość, właściwości cieczy oraz współczynnik tarcia. Do strat liniowych dodaje się opory miejscowe kształtek i zaworów oraz spadki ciśnienia urządzeń.

Do obliczeń przepływu i strat należy wpisać średnicę wewnętrzną przewodu. Oznaczenie handlowe lub średnica zewnętrzna nie wystarczają, ponieważ różne systemy rur mogą mieć inną grubość ścianki.

Jeżeli podana długość jest odległością w jedną stronę, dla pełnej zamkniętej pętli zwykle trzeba uwzględnić drogę zasilania i powrotu. Kalkulator umożliwia podwojenie wpisanej długości przez zaznaczenie odpowiedniej opcji.

Pa/m to jednostkowy spadek ciśnienia na jednym metrze prostego przewodu dla podanego przepływu, średnicy i właściwości cieczy. Pozwala szybko porównywać warianty średnic.

ΣK jest sumą bezwymiarowych współczynników oporów miejscowych elementów takich jak kolana, trójniki, zawory czy zwężenia. Kalkulator mnoży tę sumę przez ciśnienie dynamiczne cieczy.

Jeżeli producent podaje bezpośredni spadek ciśnienia urządzenia przy danym przepływie, lepiej wykorzystać tę wartość w polu dodatkowych strat. Współczynnik K jest przydatny wtedy, gdy właśnie w tej postaci opisano opór elementu.

W prawidłowo napełnionym zamkniętym obiegu grzewczym sama różnica poziomów nie jest po prostu dodawana do wymaganej wysokości podnoszenia pompy podczas normalnej cyrkulacji. Pompa pokonuje przede wszystkim opory hydrauliczne najbardziej niekorzystnej pętli.

Kalkulator używa zależności H = Δp/(ρg), gdzie Δp jest spadkiem ciśnienia, ρ gęstością cieczy, a g przyspieszeniem ziemskim. Dlatego dokładne przeliczenie zależy również od gęstości cieczy.

Liczba Reynoldsa pomaga określić charakter przepływu. Dla małych wartości przepływ jest laminarny, dla dużych turbulentny, a pomiędzy nimi występuje obszar przejściowy, w którym wynik współczynnika tarcia jest mniej pewny.

Chropowatość wpływa na współczynnik tarcia, szczególnie w przepływie turbulentnym. Do dokładniejszych obliczeń należy użyć wartości właściwej dla materiału, systemu i stanu konkretnego przewodu.

Nie bezpośrednio. Obecna wersja wykorzystuje właściwości wody. Roztwór glikolu ma inną gęstość i lepkość, więc jego opory przepływu mogą być inne.

Należy zestawić wymagany przepływ z łącznym oporem najbardziej niekorzystnej pętli, uwzględniając przewody, armaturę, źródło ciepła, odbiorniki i inne urządzenia. Dopiero taki punkt pracy porównuje się z charakterystyką pompy.

Nie. Kalkulator służy do obliczeń orientacyjnych i porównywania wariantów. Przy doborze rzeczywistej instalacji trzeba uwzględnić pełny układ, dane producentów, regulację hydrauliczną oraz wymagania projektowe.