Гидравлический расчет системы отопления

Алан-э-Дейл       16.04.2022 г.

Оглавление

Трубы для частного и многоквартирного дома

Существуют различные отопительные системы, и в каждом конкретном случае трубы должны соответствовать индивидуальным особенностям проектируемого строения.

Индивидуальное строительство

В России и странах СНГ используются три вида отопительных систем, каждая из которых имеет свои особенности.

Ленинградка

С ее помощью можно отлично организовать отопление любого дома, существенно сэкономить на покупке материалов и снизить затраты на монтажные работы. Эта схема позволяет регулировать температурный режим в каждой отдельной комнате, создавая оптимальные условия проживания.

В системе отопления «Ленинградка» используются следующие диаметры труб:

  1. Магистральная: 20–25 мм (одноэтажный дом) и 30–40 мм (двухэтажный и выше).
  2. Для подключения радиатора: 13–16 мм.

Чтобы регулировать подачу тепла на каждый радиатор, можно установить вентиль на трубе подключения.

Петля Тихельмана

Для этой системы свойственны следующие положительные особенности: стабильность в процессе эксплуатации и равномерный прогрев всех радиаторов. Эту схему подключения отопительных приборов называют еще попутной. Подача теплоносителя заканчивается на последнем радиаторе. Обратка начинается сразу от первой батареи. Петля Тихельмана может использоваться с одинаковой эффективностью на больших и малых площадях.

Тупиковая

В этой системе ближний к котлу радиатор прогревается сильнее, а последний получает теплоносителя меньше других. Для тупиковой схемы количество радиаторов в каждом плече ограничено. Трубы используются такие же, как в Ленинградке.

Система отопления многоквартирного дома

В настоящее время для многоквартирного дома обычно используется система центрального отопления. Вода поступает в нее от ТЭЦ (или других поставщиков). Проектируется система таким образом, чтобы обеспечить одинаковое давление теплоносителя в магистральных трубах на всех этажах дома .

Диаметры труб отопления в многоквартирном доме:

  1. На входе, в подвале — 100 мм.
  2. Лежаки, распределяющие теплоноситель по подъездам — 50–76 мм. Параметр зависит от размеров здания, и от того, на какое расстояние транспортируется теплоноситель и сколько отводов будет у трубопровода.
  3. Диаметр стояков — 20 мм.

Обратка выполняется по возрастающей — 20–50–76–100 мм. Используются различные водяные контуры: однотрубные и двухтрубные.

Согласно СНИПам и ГОСТам, система отопления многоквартирного дома должна обеспечивать нагревание воздуха в зимний период внутри всех жилых помещений до 20-22 градусов Цельсия.

Котельная работает без постоянного присутствия обслуживающего персонала.

Во избежание низкотемпературной коррозии конвективных поверхностей нагрева температура воды на входе в котел принята не менее 70 °С. Для этого проектом предусмотрены рециркуляционные насосы, которые подмешивают нагретую воду, выходящую из котлов в обратный трубопровод.

Насосы, вспомогательное оборудование, арматура установлены согласно нормативным документам.

Технологическое оборудование котельной позволяет использовать ее только в системах с закрытой схемой теплоснабжения, исключающей разбор воды из теплосети.

Подача исходной воды на котельную предусматривается из сети хозяйственно-питьевого водопровода площадок двумя вводами в соответствии с СП 89.133330.2012 п. 18.3.

Подпитка сети в случае снижения в ней давления осуществляется из бака запаса химобработанной воды подпиточными насосами через регуляторы давления.

Для учета расхода тепла, газа, электроэнергии, подпиточной и холодной воды в котельной установлены счетчики.

Как создать давление в закрытой системе отопления

Для быстрого движения теплоносителя по трубам требуется создание определенного давления. Его величина определяется типом системы – для естественной циркуляции давление должно быть только немного выше атмосферного, и этого будет достаточно, а для принудительной циркуляции требуется как можно большая его величина, но не превышающая 2 Бар.

Самотечная система однотрубная с вертикальной разводкой на два крыла (контура). Для нормальной работы нужен уклон

Для создания необходимого перепада давления в схемах с естественной циркуляцией (ЕЦ) необходимо соблюдать уклон – 1 см на 1 метр длины трубопровода. На подающей магистрали уклон идет от котла вниз. На обратке — наоборот, к котлу трубы понижаются с той же разницей высот. При использовании труб недостаточного диаметра такой величины может не хватить, тогда можно уклон увеличить до 5% (5см на метр трубы). Вообще, для нормальной гравитационной системы необходим тщательный подбор диаметров труб и уклона – только тогда она будет нормально работать.

Двухтрубная горизонтальная система с принудительной циркуляцией

Схема с ЕЦ требует обязательной установки группы безопасности, в которую входит манометр и подрывной клапан, настроенный на рабочее давление. При возрастании давления клапан сработает, предотвращая разрыв самого «слабого» из элементов. Такая ситуация может случиться при использовании котла без автоматического управления, в частности твердотопливного, который то сильно разогревается, то практически затухает. Выручает эта группа и при сбоях автоматики.

Нормы подачи тепла в многоквартирном доме

Пользуясь приведенной таблицей, можно легко определить температуру воды в системе панельного отопления (или в любой другой), использовав обычный градусник в момент спуска части теплоносителя из системы. Для прямой ветки пользуются данными граф 5 и 6, а для обратки – данными графы 7. Отметим, что первые три графы устанавливают отпускную температуру воды, то есть без учета потерь в передающих магистральных трубопроводах. Электрокотел лучше выбирать трехфазный. Мощность оборудования бывает разной. Для определения необходимой мощности котла, надо площадь дома разделить на 10. Так, если площадь дома составляет 140 кв.м. потребуется котел, мощность которого 14 кВт. Для экономии можно устанавливать двухтарифный режим использования электрической энергии. Для конвекторов расчет проводится по аналогичной схеме.

Обратите внимание => Взыскание по исполнительному листу в пользу истца

Выбор теплоносителя

Чаще всего в качестве рабочей жидкости для систем отопления применяется вода. Впрочем, эффективным альтернативным решением может стать антифриз. Такая жидкость не замерзает при понижении температуры окружающей среды до критической для воды отметки. Несмотря на очевидные преимущества, цена антифриза достаточно высока. Поэтому используют его преимущественно для обогрева незначительных по площади строений.

Заполнение отопительных систем водой нуждается в предварительной подготовке такого теплоносителя. Жидкость должна быть отфильтрована от растворенных минеральных солей. Для этого могут быть использованы специализированные химические реагенты, которые присутствуют в продаже. Более того, из воды в системе отопления должен быть удален весь воздух. В противном случае возможно снижение эффективности обогрева помещений.

Потери напора и давления

Расчёт параметров по описанным выше соотношениям был бы достаточен для идеальных моделей. В реальной жизни и объёмный поток, и скорость теплоносителя всегда будут отличаться от расчётных в разных точках системы. Причина тому — гидродинамическое сопротивление движению теплоносителя. Оно обусловлено рядом факторов:

  1. Силами трения теплоносителя о стенки труб.
  2. Местными сопротивлениями протоку, образуемыми фитингами, кранами, фильтрами, термостатирующими клапанами и прочей арматурой.
  3. Наличием разветвлений присоединительного и ответвительного типов.
  4. Турбулентными завихрениями на поворотах, сужениях, расширениях и т. д.

Задача нахождения падения давления и скорости на разных участках системы по праву считается наиболее сложной, она лежит в области расчётов гидродинамических сред. Так, силы трения жидкости о внутренние поверхности трубы описываются логарифмической функцией, учитывающей шероховатость материала и кинематическую вязкость. С расчётами турбулентных завихрений всё ещё сложнее: малейшее изменение профиля и формы канала делает каждую отдельно взятую ситуацию уникальной. Для облегчения расчётов вводится два опорных коэффициента:

  1. Кvs — характеризующий пропускную способность труб, радиаторов, разделителей и прочих участков, приближенных к линейным.
  2. Кмс — определяющий местные сопротивления в различной арматуре.

Эти коэффициенты указываются производителями труб, клапанов, кранов, фильтров для каждого отдельно взятого изделия. Пользоваться коэффициентами достаточно легко: для определения потери напора Кмс умножают на отношение квадрата скорости движения теплоносителя к двойному значению ускорения свободного падения:

Δhмс = Кмс (V2/2g) или Δpмс = Кмс (ρV2/2)

  • Δhмс — потери напора на местных сопротивлениях, м
  • Δpмс — потери напора на местных сопротивлениях, Па
  • Кмс — коэффициент местного сопротивления
  • g — ускорение свободного падения, 9,8 м/с2
  • ρ — плотность теплоносителя, для воды 1000 кг/м3

Потеря напора на линейных участках представляет собой отношение пропускной способности канала к известному коэффициенту пропускной способности, причём результат деления нужно возвести во вторую степень:

Р = (G/Kvs)2

  • Р — потеря напора, бар
  • G — фактический расход теплоносителя, м3/час
  • Kvs — пропускная способность, м3/час

Расчёт сопротивления системы и подбор циркуляционного насоса

При расчете гидравлического сопротивления системы отопления исключается вариант естественной циркуляции теплоносителя по ее контурам. Рассматривается лишь случай принудительной прогонки по тепловым контурам разветвленной сети отопительных труб. Чтобы система работала с заданной эффективностью, потребуется образец насоса, заведомо гарантирующий нужный напор. Эта величина обычно представляется как объем прокачки теплоносителя в выбранную единицу времени.

Для определения суммарной величины сопротивления, вызванного сцеплением частиц воды с внутренними поверхностями труб в магистралях, применяется следующая формула: R = 510 4 V 1.9 / d 1,32 (Па/м). Значок V в этом соотношении соответствует скорости движения потока. При проведении самостоятельных вычислений всегда предполагается, что эта формула действительна лишь для скоростей не более 1,25 метра/сек. Если пользователю известна величина текущего расхода ГСВ, допускается воспользоваться приблизительной оценкой, позволяющей определить внутреннее сечение труб из полипропилена.

По завершении основных вычислений следует обратиться к особой таблице, в которой указываются примерные сечения трубных проходов в зависимости от полученных при расчете цифр. Наиболее сложным и затратным по времени является процедура определения гидравлического сопротивления в следующих участках действующего трубопровода:

  • в зонах сопряжения его отдельных элементов;
  • в обслуживающих отопительную систему клапанах;
  • в задвижках и контрольных приборах.

После того как все искомые параметры, касающиеся рабочих характеристик теплоносителя, найдены, переходят к определению всех остальных показателей системы.

Расчет тепловых потерь

Такой расчет можно выполнить самостоятельно, так как формула уже давно выведена. Однако расчет расхода тепла достаточно сложный и требует рассмотрения сразу нескольких параметров.

Если говорить просто, то сводится он только к определению потерь тепловой энергии, выраженной в мощности теплового потока, которую во внешнюю среду излучает каждый квадратный м площади стен, перекрытий, пола и крыш здания.

Статья по теме: Практичная и оригинальная столешница для кухни из плитки

Если брать среднее значение таких потерь, то они будут составлять:

  • около 100 Ватт на единицу площади — для среднестатистических стен, например, кирпичных стен нормальной толщины, с нормальной внутренней отделкой, с установленными двойными стеклопакетами;
  • больше 100 Ватт или значительно больше 100 Ватт на единицу площади, если речь идет о стенах с недостаточной толщиной, неутепленных;
  • около 80 Ватт на единицу площади, если речь идет о стенах с достаточной толщиной, имеющих наружную и внутреннюю теплоизоляцию, с установленными стеклопакетами.

Для определения этого показателя с большей точностью выведена специальная формула, в которой некоторые переменные являются табличными данными.

Проверка герметичности

Для проверки герметичности трубопроводов выполняют процедуру, называемую опрессовкой.

Суть ее состоит в следующем:

  1. К опорожненной системе через специальный патрубок подключается опрессовщик – насос с манометром.
  2. В систему нагнетается воздух, пока его давление не превысит на 20% рабочее давление в системе отопления.
  3. На несколько часов систему оставляют под давлением. Если оно падает, значит система негерметична. Обнаружить места утечек можно по шипению воздуха или при помощи мыльной пены, которая наносится на соединения.

Опрессовку систем отопления частных домов, со сравнительно небольшим объемом, можно выполнять посредством недорогих ручных опрессовщиков.

Особенности выбора теплоносителя

Примерное значение данного показателя можно определить из соотношения: 1кВт мощности составляет 15 литров жидкости. Но желательно знать точные данные. Для этих целей разработаны специальные расчетные таблицы. Исходя из них, объем теплоносителя в системе отопления для секции радиатора из алюминия составляет 0,45 л. А секция чугунной батареи вмещает около 1 литра жидкости.

Важно определить и расход теплоносителя в системе отопления здания. Рассчитывается данный показатель путем деления расчетной тепловой потребности на отдачу тепла 1 кг циркулирующей жидкости

Расход, как правило, измеряют в кг/ч.

Таким образом, сегодня в продаже имеются разные типы циркулирующей жидкости. Какой именно теплоноситель для отопления купить, все зависит от параметров системы отопления, условий эксплуатации, а также размера бюджета.

Как рассчитать расход

Значение представляет собой количество теплоносителя в килограммах, которое тратится в секунду. Оно используется для передачи температуры в помещение посредством радиаторов. Для расчёта необходимо знать потребление котла, которое расходуется на обогрев одного литра воды.

Формула:

G = N / Q, где:

  • N — мощность котла, Вт.
  • Q — теплота, Дж/кг.

Величину переводят в кг/час, умножая на 3600.

Формула для расчёта необходимого объёма жидкости

Повторное заполнение труб требуется после ремонта или перестройки обвязки. Для этого находят количество воды, нужное системе.

Обычно достаточно собрать паспортные данные и сложить их. Но также можно найти его вручную. Для этого считают длину и сечение труб.

Числа перемножаются и добавляются к батареям. Объём секций радиатора составляет:

  • Алюминиевого, стального или сплава — 0,45 л.
  • Чугунного — 1,45 л.

А также есть формула, по которой можно примерно определить общее количество воды в обвязке:

V = N * VкВт, где:

  • N — мощность котла, Вт.
  • VкВт— объём, которого достаточно для передачи одного киловатта тепла, дм3.

Это позволяет посчитать только ориентировочное число, поэтому лучше свериться с документами.

Для полной картины также нужно посчитать объём воды, вмещаемой прочими компонентами обвязки: расширительным баком, насосом и т. д.

Внимание! Особенно важен бак: он компенсирует давление, которое повышается из-за расширения жидкости при нагреве. В первую очередь нужно определиться с используемым веществом:. В первую очередь нужно определиться с используемым веществом:

В первую очередь нужно определиться с используемым веществом:

  • вода имеет коэффициент расширения
  • этиленгликоль — 4,5%;
  • прочие жидкости используются реже, поэтому данные следует искать в справочной таблице.

Формула для расчёта:

V = (Vs * E)/D, где:

  • E — коэффициент расширения жидкости, указанный выше.
  • Vs — расчётный расход всей обвязки, м3.
  • D — эффективность бака, указанная в паспорте устройства.

Найдя эти значения, их нужно просуммировать. Обычно получается четыре показателя объёма: труб, радиаторов, нагревателя и бака.

При помощи полученных данных можно осуществить создание системы отопления и заполнить её водой. Процесс залива зависит от схемы:

  • «Самотёком» выполняется из высшей точки трубопровода: вставляют воронку и пускают жидкость. Это делают не спеша, равномерно. Предварительно внизу открывают кран, и подставляют ёмкость. Это помогает избежать образования воздушных пробок. Применяется, если отсутствует принудительный ток.
  • Принудительная — требует насоса. Подойдёт любой, хотя лучше использовать циркуляционный, который затем применяют в отоплении. В течение процесса нужно снимать показания манометра, чтобы избежать повышения давления. И также обязательно открывают воздушные клапаны, что помогает с выпуском газа.

Как посчитать минимальный расход теплоносителя

Вычисляются также, как затраты жидкости в час на обогрев помещений.

Его находят в перерыв между отопительными сезонами как число, зависящее от горячего водоснабжения. Существует две формулы, применяемых в расчётах.

Если в системе нет принудительной циркуляции ГВС, или она отключена из-за периодичности работы, то расчёт выполняют с учётом среднего расхода:

Gmin = $ * Qгср / , где:

Qгср — среднее значение теплоты, которое передаёт система за час работы в неотопительный сезон, Дж.

$ — коэффициент изменения расхода воды летом и зимой. Принимается соответственно равным 0,8 или 1,0.

Tп — температура в подаче.

Tоб3 — в обратке при параллельном подключении нагревателя.

C — теплоёмкость воды, принимают равной 10-3, Дж/°С.

Температуры принимают равными соответственно 70 и 30 градусам Цельсия.

Если есть принудительная циркуляция ГВС или с учётом нагрева воды ночью:

Gmin = Qцг / , где:

Qцг — расход теплоты для прогрева жидкости, Дж.

Значение этого показателя принимают равным (Kтп * Qгср) / (1 + Kтп), где Kтп — коэффициент потери тепла трубами, а Qгср — средний показатель расхода мощности на воду в час.

Tп — температура подачи.

Tоб6 — обратки, измеренная после котла, циркулирующего жидкость по системе. Она равна пять плюс минимально допустимая в точке водоразбора.

Специалисты берут числовое значение коэффициента Kтпиз следующей таблицы:

Типы систем ГВС Потеря воды теплоносителем
С учётом тепловых сетей Без них
С изолированными стояками 0,15 0,1
С изоляцией и с сушителями для полотенец 0,25 0,2
Без изоляции, но с сушилками 0,35 0,3

Важно! С расчётом минимального расхода можно ознакомиться подробнее в строительных нормах и правилах 2.04.01—85

Продувка

На котлах паропроизводительностью 4; 6,5 и 10 т/ч предусмотрена непрерывная продувка из нижнего коллектора заднего экрана (в случае, когда задний экран имеет коллектора). На котлах паропроизводительностью 4; 6,5 и 10 т/ч у которых задний экран топки выполнен из С-образных Ø51 мм, периодическая продувка котлов совмещена с непрерывной, осуществляемой из фронтового днища нижнего барабана: врезку трубопровода периодической продувки рекомендуется выполнить в промежутке между запорным и регулирующим органом на линии непрерывной продувки.

Котлы паропроизводительностью 16 и 25 т/ч имеют непрерывную продувку из второй ступени испарения (соленый отсек) верхнего барабана и периодическую продувку из чистого и соленого отсеков нижнего барабана и нижнего коллектора заднего экрана (в случае, когда задний экран имеет коллектора).

Гидравлический расчет системы отопления – пример расчета

В качестве примера рассмотрим двухтрубную гравитационную систему отопления.

Исходные данные для расчета:

  • расчетная тепловая нагрузка системы – Qзд. = 133 кВт;
  • параметры системы – tг = 750С, tо = 600С;
  • расход теплоносителя (расчетный) – Vсо = 7,6 м3/ч;
  • присоединение отопительной системы к котлам производится через гидравлический разделитель горизонтального типа;
  • автоматика каждого из котлов в течение всего года поддерживает постоянную температуру теплоносителя на выходе – tг = 800С;
  • автоматический регулятор перепада давления устанавливается на вводе каждого распределителя;
  • система отопления от распределителей смонтирована из металлопластиковых труб, а теплоснабжение распределителей производится посредством стальных труб (водогазопроводных).

Диаметры участков трубопроводов подобраны с использованием номограммы для заданной скорости теплоносителя 0,4-0,5 м/с.

На участке 1 установлен клапан dу 65. Его сопротивление согласно информации производителя составляет 800 Па.

На участке 1а установлен фильтр диаметром 65 мм и с пропускной способностью 55 м3/ч. Сопротивление этого элемента составит:

0,1 х (G/kv) х 2 = 0,1 х (7581/55) х 2 = 1900 Па.

Сопротивление трехходового клапана dу = 40 мм и kv = 25 м3/ч составит 9200 Па.

Аналогичным образом производится расчет остальных частей системы теплоснабжения распределителей. При расчете системы отопления от распределителя выбирается основное циркуляционное кольцо через наиболее нагруженное отопительное устройство. Гидравлический расчет производится с использованием 1-го направления.

Какую температуру ставить в котле отопления: низкие и высокие значения

Поделимся своим опытом относительно разных температурных режимов.

  1. 40 градусов. Такой режим часто оказывается экономически невыгодным. При такой температуре газовый котел вполне может недогревать до полградуса. Из-за этого циркуляционный насос и нагрев не отключаются. Соответственно, расход газа только увеличивается. В некоторых моделях котлов расход может быть даже выше, чем при установленной температуре 70°С. Кроме того, от такого температурного режима лучше отказаться еще и в случаях нестабильной работы электросети. Теплоноситель за короткое время остынет, в помещении станет холодно уже через несколько часов.
  2. 50 градусов. Большинство тестов показывает, что при установке этой температуры расход газа самый низкий. Однако циркуляционный насос работает довольно долго, что повышает расходы на электричество. Плюс в случае перебоев электросети батареи немного дольше сохраняют тепло. При общих подсчетах такой режим работы системы менее экономичен, чем следующий.
  3. 60 градусов. Это по праву самый экономичный режим. Газа требуется больше, чем при режиме 50 градусов, но заметно снижаются расходы электричества. Суммарные расходы оказываются ниже. Да и помещение обогревается лучше.
  4. 70 градусов. В таком режиме электроэнергия тратится меньше, но расход газа увеличивается. Но более важная проблема в том, что с некоторыми моделями котлов при таком режиме работы возможны скачки температуры воздуха в помещении. Они могут быть как практически незаметными, так и довольно ощутимыми. Дело в том, что радиаторы продолжают сильно греть помещения даже после отключения нагрева в котле, затем остывают, потом вновь сильно разогреваются.

Устанавливать еще более высокую температуру не стоит, если только вы не живете в холодных северных регионах. И причин тому несколько. Главная – в доме просто не нужны такие высокие температуры. И даже если нужно максимально обогреть помещения, лучше устанавливать температуру ниже. При слишком высоких значениях появляется неприятный запах паленой пыли с батарей, полипропиленовые трубы изнашиваются быстрее.

Так какая температура должна быть на котле отопления? Мы рекомендуем около 60-65 градусов, если температура на улице не ниже -10°С. Если ниже, можно увеличить мощность. Если на улице около нуля, больше 50-55 градусов не понадобится.

Какая температура на котле оптимальна для отопления без разницы температур в помещениях?

Часто владельцу жилья важнее не экономия, а равномерный обогрев всех помещений в доме. Котел работает постоянно, не допуская снижения температуры ниже выбранного значения. Конечно, электричества для такого режима нужно больше, но вот на газе можно сэкономить.

40 градусов для комфортного и равномерного обогрева не всегда достаточно. При таком режиме дом будет прогреваться в среднем на 20-20,5 градусов при температуре на улице не ниже -9°С. Если двадцати градусов в помещении вам недостаточно, можно установить 45-50 градусов на котле.

Динамические параметры теплоносителя

Переходим к следующему этапу расчетов – анализ потребления теплоносителя. В большинстве случаев система отопления квартиры отличается от иных систем – это связанно с количеством отопительных панелей и протяженностью трубопровода. Давление используется в качестве дополнительной “движущей силы” потока вертикально по системе.

В частных одно- и многоэтажных домах, старых панельных многоквартирных домах применяются системы отопления с высоким давлением, что позволяет транспортировать теплоотдающее вещество на все участки разветвлённой, многокольцевой системы отопления и поднимать воду на всю высоту (до 14-ого этажа) здания.

Напротив, обычная 2- или 3- комнатная квартира с автономным отоплением не имеет такого разнообразия колец и ветвей системы, она включает не более трех контуров.

А значит и транспортировка теплоносителя происходит с помощью естественного процесса протекания воды. Но также можно использовать циркуляционные насосы, нагрев обеспечивается газовым/электрическим котлом.

Рекомендуем применять циркуляционный насос для отопления помещений более 100 м2. Монтировать насос можно как до так и после котла, но обычно его ставят на “обратку” – меньше температура носителя, меньше завоздушенность, больше срок эксплуатации насоса

Специалисты в сфере проектирования и монтажа систем отопления определяют два основных подхода в плане расчёта объёма теплоносителя:

  1. По фактической емкости системы. Суммируются все без исключения объёмы полостей, где будет протекать поток горячей воды: сумма отдельных участков труб, секций радиаторов и т.д. Но это достаточно трудоёмкий вариант.
  2. По мощности котла. Здесь мнения специалистов разошлись очень сильно, одни говорят 10, другие 15 литров на единицу мощности котла.

С прагматичной точки зрения нужно учитывать, тот факт что наверное система отопления будет не только подавать горячую воду для комнаты, но и нагревать воду для ванной/душа, умывальника, раковины и сушилки, а может и для гидромассажа или джакузи. Этот вариант попроще.

Поэтому в данном случае рекомендуем установить 13,5 литров на единицу мощности. Умножив этот число на мощность котла (8,08 кВт) получаем расчётный объём водяной массы – 109,08 л.

Вычисляемая скорость теплоносителя в системе является именно тем параметром, который позволяет подбирать определённый диаметр трубы для системы отопления.

Она высчитывается по следующей формуле:

V = (0,86*W*k)/t-to,

где:

  • W – мощность котла;
  • t – температура подаваемой воды;
  • to – температура воды в обратном контуре;
  • k – кпд котла (0,95 для газового котла).

Подставив в формулу расчетные данные, имеем: (0.86 * 8080* 0.95)/80-60 = 6601,36/20=330кг/ч. Таким образом за один час в системе перемещается 330 л теплоносителя (воды), а ёмкость системы около 110 л.

Вода в качестве теплоносителя

Воспользоваться можно одним из двух способов:

  • Первый вариант – термический, который основан на обычном кипячении. Воду помещают в металлическую емкость и нагревают. При кипячении соли откладываются на дне резервуара. Углекислый газ также удаляется, но соединения кальция и магния, отличающиеся стойкостью, по-прежнему присутствуют в воде. 
  • Второй вариант – химический, предполагает использование реагентов. Применение кальцинированной соды, ортофосфата натрия и гашеной извести делают соли, присутствующие в воде, нерастворимыми, после чего они выпадают в осадок. Остатки этих веществ устраняют при помощи фильтрации.

заполнения системы отопления водой

Что влияет на скорость движения для системы: таблица

На скорость циркуляции жидкости в системе влияют параметры труб системы и теплоносителя.

Вычислить скорость движения жидкости можно самостоятельно, используя формулу:

V= m/pf, где:

V — скорость,

m — расход теплоносителя на участок (кг/с),

f — площадь сечения трубы (кв.м),

p — плотность (кг/куб).

Измерив скорость циркуляции на всех участках системы, можно получить их общую сумму. Контрольными данными в этом случае считаются значения от 0,25 до 1,5 м/с. При увеличении этих цифр трубы будут шуметь, а при понижении есть риск образования воздушных пробок.

Немаловажное значение имеет правильный подбор труб. Пример приведен в таблице

Труба (мм) Минимальная мощность (кВт) Максимальная мощность (кВт)
Металлопластиковая труба 16 мм 2,8 4,5
Металлопластиковая труба 20 мм 5 8
Металлопластиковая труба 26 мм 8 13
Металлопластиковая труба 32 мм 13 21
Полипропилен 20 мм 4 7
Полипропилен 25 мм 6 11
Полипропилен 32 мм 18 10

Давление

Нормы гидронапора в централизованной системе отопления прописаны в СНиПе. На него влияют: диаметр и тип труб, характеристики отопительных приборов, этажность здания.

Давление бывает трёх видов:

  • Статическое — подразумевает показатель напора в радиаторах, арматуре, трубопроводе. Чем больше этажей в доме, тем выше должен быть показатель.
  • Динамическое — возникает при включении циркуляционного насоса и зависит от его характеристик.

Фото 3. Прибор манометр с циркуляционным насосом, необходимый для того, чтобы знать давление в системе отопления.

Допустимое — суммарное значение двух первых типов давлений.

На гидронапор влияют параметры и состояние отопительной системы. При установке труб большего диаметра в одной из квартир может снизиться общий показатель давления.

Внимание! Изношенный трубопровод также требует своевременной замены, во избежание непредвиденных аварий

Как рассчитать объем?

Чтобы вычислить объем воды в системе отопления, посмотрите паспортные данные каждого прибора.

Так в секции современного радиатора помещается 0,45 литра, а в старом чугунном агрегате это показатель вырастает до 1,45 литра.

Если нет возможности вычислить путём суммирования объёмов, то отталкиваются от мощности отопительной системы. Принято, что на один кВт тепла расходуется 15 литров жидкости.

Значит, если мощность 75 кВт, то объем жидкости 75х15=1125 литров. Этот метод имеет свои погрешности и не отличается высокой точностью.

Расчет оптимальной температуры отопительного прибора

Самое важное — наиболее комфортная температура для человеческого существования +37°C. При выборе радиатора вам нужно рассчитать, хватит ли тепловой мощности прибора для обогрева помещения

Для этого есть специальная формула:

При выборе радиатора вам нужно рассчитать, хватит ли тепловой мощности прибора для обогрева помещения. Для этого есть специальная формула:

S * h*41:42,

  • где S – площадь помещения;
  • h – высота комнаты;
  • 41 – минимальная мощность на 1 куб м S;
  • 42 – номинальная теплопроводность одной секции по паспорту.

Когда вы используете радиатор для поддержания необходимой температуры воздуха в помещении, у вас два варианта: можно задействовать маленькие радиаторы и повысить температуру воды в них (высокотемпературное отопление) или же установить большой радиатор, но при этом будет не такая высокая температура поверхности (низкотемпературное отопление).

При высокотемпературном отоплении радиаторы очень горячие и можно получить ожог, если дотронуться до него.  Кроме того, при высокой температуре радиатора может начаться разложение пыли, осевшей на нем, которая потом будет вдыхаться людьми.

При использовании низкотемпературного отопления приборы чуть теплые, но в помещении все равно тепло. Вдобавок, этот способ более экономичен и безопасен.

Чугунные радиаторы

Средняя отдача тепла у отдельной секции радиатора из данного материала составляет от 130 до 170 Вт, из-за толстых стенок и большой массы прибора. Потому требуется много времени на прогревание помещения. Хотя в этом есть и обратный плюс — большая инерция обеспечивает долгое сохранение тепла в радиаторе после выключения котла.

Температура теплоносителя в нем составляет 85-90 °C

Алюминиевые радиаторы

Данный материал легкий, легко нагревающийся и с хорошей теплоотдачей от 170 до 210 ват/секцию. Однако подвергается негативному воздействию других металлов и может быть установлен не в каждой системе.

Рабочая температура теплоносителя в системе отопления с данным радиатором составляет 70°C

Стальные радиаторы

Материал обладает ещё меньшей теплопроводностью. Но за счет увеличения площади поверхности перегородками и ребрами, греет все равно хорошо. Отдача тепла от 270 Вт — 6,7 кВт. Однако это мощность всего радиатора, а не отдельного его сегмента. Конечная температура зависит от габаритов обогревателя и количества ребер и пластинок в его конструкции.

Рабочая температура теплоносителя в системе отопления с данным радиатором так же составляет 70°C

Итак, какой же лучше?

 Вероятно, выгоднее получится установка оборудования с комбинацией свойств алюминиевой и стальной батареи — биметаллический радиатор. Он обойдется вам дороже, но и срок работы будет дольше.

Преимущество таких приборов очевидно: если алюминий выдерживает температуру теплоносителя в системе отопления только до 110°С, то биметалл до 130°С.

Отдача тепла наоборот, хуже, чем у алюминиевых, но лучше, чем у других радиаторов: от 150 до 190 Вт.

Тёплый пол

Ещё один способ создать комфортную температурную среду в комнате. В чем же его преимущества и недостатки перед обычными радиаторами?

Из школьного курса физики мы знаем о явлении конвекции. Холодный воздух стремится вниз, а когда нагревается — поднимается вверх. Поэтому, кстати, мерзнут ноги. Теплый пол же все меняет — нагретый внизу воздух вынужден подниматься вверх.

Такое покрытие имеет большую отдачу тепла (зависит от площади нагревающего элемента).

Температура пола также прописана в СНиП-е («Строительные нормы и правила»).

В доме для постоянного проживания она не должна быть больше +26°С.

В комнатах для временного пребывания людей до +31°С.

Учреждения, где идут занятия с детьми температура не должна превышать +24°С.

Рабочая температура теплоносителя в системе отопления теплого пола составляет 45-50 °С. Температура поверхности в среднем 26-28°С

Теги: двухтрбуная система, однотрубная система, отопление, радиаторы, теплый пол

Трекбэк с Вашего сайта.

С приходом осенних холодов, когда показатели градусников опускаются до 8−10 градусов Цельсия, а в северных районах России начинается настоящая зима, то становится уместным употребление словоформы «отопительный сезон». И в этот период есть смысл разобраться с основными нормами температуры теплоносителя в системе отопления, которые регламентируются государством.

Система обогрева, функционирующая на антифризе

Незамерзающая жидкость для систем отопления — делаем правильный выборантифриз для системы отопления

У антифриза по сравнению с водой имеется ряд недостатков:

  • такое качество, как повышенная вязкость, требует установки мощного циркуляционного насоса;
  • теплоемкость данной жидкости на 15% ниже, а значит, меньше количество подаваемого в помещение тепла;
  • разъемные соединения требуют более качественной герметизации; 
  • необходимо использовать радиаторы, имеющие объем на 50% больше, чем при применении воды;
  • требуется установить расширительный бак закрытого типа, поскольку при нагреве наблюдается повышенное расширение жидкости;
  • токсичность состава, например, этиленгликоля.

Выбор основного контура

Гидравлическая стрелка отделяет котловые и отопительные контура

Здесь необходимо рассматривать отдельно две схемы — однотрубную и двухтрубную. В первом случае расчет нужно вести через самый нагруженный стояк, где установлено большое количество отопительных приборов и запорной арматуры.

Во втором случае выбирается самый загруженный контур. Именно на его основе и нужно делать подсчет. Все остальные контуры будет иметь гидравлическое сопротивление гораздо ниже.

В том случае, если рассматривается горизонтальная развязка труб, то выбирается самое загруженное кольцо нижнего этажа. Под загруженностью понимают тепловую нагрузку.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.