Расход теплоносителя в системе отопления

Особенности гидравлического расчета системы радиаторного отопления

Комфорт в загородном доме во многом зависит от надёжной работы системы отопления. Теплоотдача при радиаторном отоплении, системе «тёплый пол» и «тёплый плинтус» обеспечивается за счёт движения по трубам теплоносителя. Поэтому правильному подбору циркуляционных насосов, запорно-регулирующей арматуры, фитингов и определению оптимального диаметра трубопроводов предшествует гидравлический расчёт системы отопления.

Данный расчёт требует профессиональных знаний, поэтому мы в данной части учебного курса «Системы отопления: выбор, монтаж», с помощью специалиста компании REHAU, расскажем:

  • О каких нюансах следует знать перед выполнением гидравлического расчёта.
  • Чем отличаются системы отопления с тупиковым и попутным движением теплоносителя.
  • В чём состоят цели гидравлического расчёта.
  • Как материал труб и способ их соединения оказывает влияние на гидравлический расчёт.
  • Каким образом специальное программное обеспечивание позволяет ускорить и упростить процесс гидравлического расчета.

Нюансы, о которых надо знать перед выполнением гидравлического расчёта

В современной системе отопления протекают сложные гидравлические процессы с динамически меняющимися характеристиками. Поэтому на гидравлический расчёт оказывает влияние множество нюансов: начиная от типа системы отопления, вида отопительных приборов и способа их присоединения, режима регулирования и заканчивая материалом комплектующих.

Важно: Трубопроводная отопительная система загородного дома — это сложная разветвлённая сеть. Гидравлический расчет определяет её правильную работу так, чтобы ко всем отопительным приборам поступало необходимое количество теплоносителя. Правильно рассчитать и спроектировать систему отопления может только квалифицированный специалист, имеющий профильное образование по данной дисциплине.

Сергей Булкин Руководитель технического отдела направления «Внутренние инженерные системы» компании REHAU

Системы радиаторной и водопроводной разводок — это разветвленные трубопроводные сети. В трубопроводах давление теряется на трение о стенки труб и на местные сопротивления в фасонных частях при разделении или слиянии потоков, на внезапные расширения или сужения «живого» сечения. Для того чтобы теплоноситель или вода поступали к отопительным приборам или точкам водоразбора в необходимом количестве, трубопроводная сеть должна быть правильно рассчитана.

Вне зависимости от того, какая система отопления смонтирована в доме, например, радиаторная разводка или тёплый пол, принцип гидравлического расчёта одинаков для всех, но каждая система требует индивидуального подхода.

Например, система отопления может быть заправлена водой, этилен- или пропиленгликолем, а это повлияет на гидравлические параметры системы.

У этиленгликоля или пропиленгликоля большая вязкость и меньшая текучесть, чем у воды, а значит, и сопротивление при движении по трубопроводу будет больше. Кроме этого, теплоёмкость этиленгликоля меньше, чем у воды, и составляет 3,45 кДж/(кг▪К), а у воды 4.19 кДж/(кг*К). В связи с этим расход, при том же перепаде температур, должен быть на 20 с лишним процентов выше.

Важно: вид теплоносителя, который будет циркулировать в системе отопления, определяется заранее. Соответственно: проектировщик при гидравлическом расчёте системы отопления должен учесть его характеристики.

Выбор одно- или двухтрубной системы отопления также влияет на методику гидравлического расчёта.

Это связано с тем, что в однотрубной системе вода последовательно проходит через все радиаторы, и расход через все приборы в расчетных условиях будет единым при различных небольших перепадах температур на каждом приборе. В двухтрубной системе вода через отдельные кольца поступает независимо в каждый радиатор. Поэтому в двухтрубной системе перепад температур на всех приборах будет одинаковым и большим, порядка 20 К, а вот расходы через каждый прибор будут существенно различаться.

При гидравлическом расчете выбирается самое нагруженное кольцо. Оно является расчётным. Все остальные кольца увязываются с ним так, чтобы потери в параллельных кольцах были одинаковыми, с соответствующими им участками главного кольца.

При выполнении гидравлического расчета обычно вводятся следующие допущения:

  1. Скорость воды в подводках не более 0,5 м/с, в магистралях в коридорах 0,6-0,8 м/с, в магистралях в подвалах 1,0-1,5 м/с.
  2. Удельные потери давления на трение в трубопроводах – не более 140 Па/м.

Системы отопления с тупиковым и попутным движением теплоносителя

Отметим, что в системах радиаторной разводки, при едином принципе гидравлического расчёта, существуют разные подходы, т.к. системы подразделяются на тупиковые и попутные.

При тупиковой схеме теплоноситель движется по трубам «подачи» и «обратки» в противоположные стороны. И, соответственно, в попутной схеме теплоноситель движется по трубам в одном направлении.

В тупиковых системах расчет ведётся через дальние — наиболее нагруженные участки. Для этого выбирается главное циркуляционное кольцо. Это самое неблагоприятное направление для воды, по которому прежде всего подбираются диаметры отопительных труб. Все остальные второстепенные кольца, которые возникают в этой системе, должны увязываться с главным. В попутной системе расчёт ведётся через средний, наиболее нагруженный, стояк.

В системах водопровода соблюдается аналогичный принцип. Система рассчитывается через самый удалённый и самый нагруженный стояк. Но есть особенность – в расчёте расходов.

Важно: если в радиаторной разводке расход зависит от количества тепла и перепадов температур, то в водопроводе расход зависит от норм водопотребления, а также от типа установленной водоразборной арматуры.

Цели гидравлического расчета

Цели гидравлического расчета заключаются в следующем:

  1. Подобрать оптимальные диаметры трубопроводов.
  2. Увязать давления в отдельных ветвях сети.
  3. Выбрать циркуляционный насос для системы отопления.

Раскроем подробнее каждый из этих пунктов.

1. Подбор диаметров трубопроводов

Чем меньше диаметр трубопровода, тем больше сопротивление оказывается потоку теплоносителя из-за трения о стенки трубопровода и местных сопротивлений на поворотах и ответвлениях. Поэтому для малых расходов, как правило, берутся малые диаметры трубопроводов, для больших расходов, соответственно, большие диаметры, за счёт чего можно ограниченно отрегулировать систему.

Если система разветвлённая – есть короткая и длинная ветка, то на длинной ветке идёт большой расход, а на короткой – меньший. В этом случае короткая ветка должна выполняться из труб меньших диаметров, а длинная ветка должна выполняться из труб большего диаметра.

И, по мере уменьшения расхода, от начала к концу ветки диаметры труб должны уменьшаться так, чтобы скорость теплоносителя была примерно одинакова.

2. Увязка давлений в отдельных ветвях сети

Увязка может производиться подбором соответствующих диаметров труб или, если возможности этого способа исчерпаны, то за счёт установки регуляторов расхода давления или регулировочных вентилей на отдельных ветвях.

Частично мы, как это описано выше, можем увязать давление с помощью подбора диаметров трубопроводов. Но не всегда это удаётся сделать. Например, если берём самый маленький диаметр трубопровода на короткой ветке, а сопротивление в нём все равно недостаточно большое, тогда весь поток воды будет идти через короткую ветку, не заходя в длинную. В этом случае требуется дополнительная регулировочная арматура.

Регулировочная арматура может быть разной.

Бюджетный вариант — ставим регулировочный вентиль — т.е. вентиль с плавной регулировкой, который имеет градацию в настройке. Каждый вентиль имеет свою характеристику. При гидравлическом расчёте проектировщик смотрит, какое давление необходимо погасить, и определяется так называемая невязка давлений между длинной и короткой ветками. Тогда по характеристике вентиля проектировщик определяет, на сколько оборотов этот вентиль, от полностью закрытого положения, надо будет открыть. Например, на 1, на 1.5 или на 2 оборота. В зависимости от степени открытия вентиля будет добавляться разное сопротивление.

Более дорогой и сложный вариант регулировочной арматуры — т.н. регуляторы давления и регуляторы расхода. Это устройства, на которых мы задаём необходимый расход или необходимый перепад давлений, т.е. падение давлений на этой ветке. В этом случае устройства сами контролируют работу системы и, если расход не соответствует требуемому уровню, то они открывают сечение, и расход увеличивается. Если расход слишком большой, то сечение перекрывается. Аналогично происходит и с давлением.

Если все потребители после ночного понижения теплоотдачи одновременно открыли утром свои отопительные приборы, то теплоноситель попытается, в первую очередь, поступать в ближние к тепловому пункту приборы, а до дальних дойдет спустя часы. Тогда сработает регулятор давления, прикрывая ближайшие ветки и, тем самым, обеспечит равномерное поступление теплоносителя во все ветки.

Самые продвинутые и дорогие системы – когда на каждую ветку ставится регулятор расхода и регулятор перепада давления, т.к. в этом случае контролируются оба параметра.

3. Подбор циркуляционного насоса по давлению (напору) и по расходу (подаче)

Расчетные потери давления в главном циркуляционном кольце (с небольшим запасом) определят напор для циркуляционного насоса. А расчетный расход насоса – это суммарный расход теплоносителя по всем ветвям системы. Насос подбирается по напору и по расходу.

Эти данные (напор и расход) прописаны в технических характеристиках циркуляционного насоса. Насос подбирается по двум параметрам, которые мы определяем в ходе гидравлического расчёта.

Если в системе стоит несколько циркуляционных насосов, то в случае их последовательного монтажа у них суммируется напор, а расход будет общим. Если насосы работают параллельно, то у них суммируется расход, а напор будет одинаковым.

Важно: Определив в ходе гидравлического расчёта потери давления в системе, можно выбрать циркуляционный насос, который оптимально будет соответствовать параметрам системы, обеспечивая оптимум затрат – капитальных (стоимость насоса) и эксплуатационных (стоимость электроэнергии на циркуляцию).

Как выбор комплектующих для системы отопления влияет на гидравлический расчёт

Материал, из которого изготовлены трубы системы отопления, фитинги, а также техника их соединения, оказывает существенное влияние на гидравлический расчет.

Трубы, имеющие гладкую внутреннюю поверхность, уменьшают потери на трение при движении теплоносителя. Это даёт нам преимущества – берём трубопроводы меньшего диаметра и экономим на материале. Также уменьшаются затраты электроэнергии, необходимые для работы циркуляционного насоса. Можно взять насос меньшей мощности, т.к. за счёт меньшего сопротивления в трубопроводах требуется меньший напор.

В местах соединений «фитинг-труба», в зависимости от способа их монтажа, могут быть большие потери, или, наоборот, потери на сопротивление потоку при движении теплоносителя сведены к минимуму.

Например, если используется техника соединения методом «надвижной гильзы», т.е. развальцовывается конец трубопровода, и внутрь вставляется фитинг, то за счёт этого не происходит заужения живого сечения. Соответственно: уменьшается местное сопротивление, и уменьшаются энергетические затраты на циркуляцию воды.

Подведение итогов

Выше уже говорилось, что гидравлический расчёт системы отопления — это сложная задача, требующая профессиональных знаний. Если предстоит спроектировать сильно разветвлённую систему отопления (большой дом), то расчёт вручную отнимает много сил и времени. Для упрощения данной задачи разработаны специальные компьютерные программы.

С помощью этих программ можно сделать гидравлический расчёт, определить регулировочные характеристики запорно-регулировочной арматуры и автоматически составить заказную спецификацию. В зависимости от типа программ, расчёт осуществляется в среде AutoCAD или в собственном графическом редакторе.

Добавим, что сейчас при проектировании промышленных и гражданских объектов наметилась тенденция к использованию BIM технологий (building information modeling). В этом случае все проектировщики работают в едином информационном пространстве. Для этого создаётся «облачная» модель здания. Благодаря этому любые нестыковки выявляются ещё на стадии проектировании, и своевременно вносятся необходимые изменения в проект. Это позволяет точно спланировать все строительные работы, избежать затягивания сроков сдачи объекта и тем самым сократить смету.

Как сделать расчет расхода теплоносителя для системы отопления – теория и практика

На этапе проектирования отопительной системы, в контуре которой циркулирует вода, возникают ситуации, когда нужно выполнить расчет расхода теплоносителя. Этот показатель требуется для того, чтобы подобрать правильный объём расширительного бачка, который напрямую зависит от мощности системы.

расход теплоносителя формула

Более того, высчитывают и необходимую мощность. Ведь важно знать заранее, сможет ли отопительное оборудование справиться с обогревом помещения. И здесь так же понадобится формула расхода теплоносителя.

Как выбрать циркуляционный насос

Уютным жильё не назовёшь, если в нём будет холодно. И не важно, какая в доме мебель, отделка или внешний вид в целом. Всё начинается с тепла, а оно невозможно без создания системы отопления.

Недостаточно купить «навороченный» нагревательный агрегат и современные дорогие радиаторы — для начала нужно продумать и распланировать по деталям систему, которая будет поддерживать в помещении оптимальный температурный режим. И не важно, относится ли это к дому, где постоянно живут люди, или это большой загородный дом, маленькая дача. Без тепла жилым помещение не будет и находиться в нём будет не комфортно.

Для достижения хорошего результата нужно понимать, что и как делать, какие имеются нюансы в отопительной системе, и как они повлияют на качество обогрева.

расчет расхода теплоносителя по тепловой нагрузке

Когда делают монтаж индивидуальной системы отопления, нужно предусматривать все возможные детали её работы. Она должна выглядеть как единый сбалансированный организм, требующий минимума вмешательства со стороны человека. Мелких деталей тут нет – важным является параметр каждого устройства. Это может быть мощность котла или диаметр и тип трубопровода, вид и схема подключений отопительных приборов.

Читайте также:  Отопление в квартире: как правильно провести, монтаж и установка системы отопления, схема

Без циркуляционного насоса сегодня не обходится ни одна современная отопительная система.

Два параметра, по которым выбирают этот прибор:

  • Q — показатель расхода теплоносителя за 60 минут, выраженный в кубометрах.
  • Н — показатель напора, который выражен в метрах.

Многие технические статьи и нормативные документы, а так же производители прибора пользуются обозначением Q.

расчет расхода теплоносителя в системе отопления

Заводы-изготовители, которые производят запорную арматуру, обозначают расход воды в системе отопления буквой G. Это создаёт небольшие сложности при расчётах, если не учитывать такие расхождения в технических документах. В данной статье будет применяться буква Q.

Как сделать расчёт

При выборе насоса нужно знать, какое количество тепла дом отдаёт в окружающую среду. Какая тут связь? Дело в том, что теплоноситель, нагретый до определённого температурного режима, циркулируя по системе, постоянно отдаёт часть тепла в наружные стены. Это и есть теплопотери домовладения.

Насос помогает в нужном режиме циркулировать жидкости по трубам и радиаторам. Следует выяснить тот минимум теплоносителя, который будет перекачивать насос. Всё взаимосвязано: количество теплоносителя — тепловая энергия — работа циркуляционного насоса. Если тепловой энергии не хватит для компенсации теплопотерь, то система будет не эффективной.

Получается, что для того, чтобы решить задачу, нужно выяснить пропускную способность, которую может «потянуть» насос. Другими словами, необходимо рассчитать расход теплоносителя.

рассчитать расход теплоносителя

Но у этого параметра другое название, так как он, кроме насоса, зависит ещё от двух факторов: степени нагрева теплоносителя и пропускной способности водяного контура.

Таким образом, чтобы рассчитать расход теплоносителя в системе отопления, выясняют тепловые потери домовладения.

  • находят тепловые потери дома;
  • выясняют среднюю температуру теплоносителя;
  • делают расчет расхода теплоносителя по тепловой нагрузке, где учитываются теплопотери.

На заметку. Электрической энергии циркуляционный насос потребляет немного. Излишних финансовых расходов бояться не надо. Даже не самый мощный ИБП поможет переждать несколько часов без электричества в экстренной ситуации. А если в паре с насосом стоит современный котёл с электроникой, то можно не волноваться за перебои с электричеством.

Как выяснить теплопотери

Чтобы выяснить теплопотери дома в количественном выражении, существует специальная формула. С её помощью вычисляется мощность теплового излучения во внешнюю среду каждого квадратного метра площади стен, поверхностей пола и потолка.

расход воды в системе отопления

Средние значения следующие:

  • 100 Ватт на 1 кв. метр площади для обычных кирпичных стен со стандартной внутренней отделкой;
  • более 100 Ватт для плохо утеплённых стен;
  • 80 Ватт для перекрытий с наружной и внутренней теплоизоляцией и современными стеклопакетами.

Для того, чтобы вывести эти показатели, пользуются формулой или данными таблицы.

На заметку. Стены, чердачные перекрытия и подвалы иногда утепляют не правильно, при этом расходуют большое количество теплоизолирующих материалов впустую. По правилам, утепляют не изнутри, а снаружи, чтобы избежать скопления конденсата, ухудшающего тепловые характеристики здания.

Точный расчёт теплопотерь

С помощью специальной величины, которая характеризует тепловой поток и измеряется в кКал/час, выясняют тепловые потери дома.

Эта величина показывает, сколько тепла уходит через стены здания при определённом температурном режиме внутри дома.

Данный показатель рассматривают в прямой зависимости от архитектурных особенностей здания, строительных материалов, из которых оно построено, толщины и степени теплоизоляции стен, потолка и пола. Оказывает влияние площадь остекления, качество теплоизоляторов и соблюдение технологии при их монтаже.

То есть теплопотери складываются из многих элементов.

расчет расхода воды на отопление

Формула следующая: G = Sх1/Pох(Тв- Тн)к, где:

  • G — величина, которую выражают в кКал/ч;
  • Po — показатель сопротивления при теплопередаче;
  • Тв иТн — разница температурного режима внутри и снаружи;
  • к — коэффициент, который показывает, насколько теряется тепло, он у каждого заграждения свой.

Так как температура на улице и в помещении меняется в течение отопительного сезона, величины берут средние. Учитывается и тот факт, что у каждого региона с разными климатическими условиями показатель свой.

В данной формуле используются конкретные величины, все они известны. По ней можно узнать тепловые потери любого здания.

Понижающий коэффициент и значение сопротивления Pо относятся к категории нормативно-справочной информации.

формула расхода воды на отопление

Так, например, могут понадобиться следующие коэффициенты:

  • 1 — если под чистовыми полами грунт или деревянные лаги;
  • 0,9 — для чердачных перекрытий, где кровельным материалом являются сталь, черепица на обрешётке, асбоцемент (либо крыша без чердака с вентиляцией);
  • 0,8 — материалы кровли те же, но настил сплошной;
  • 0,75 — чердачные перекрытия, где кровля из любого рулонного материала;
  • 0,7 — для внутренних стен, которые выходят в соседнее неотапливаемое помещение без наружных стен;
  • 0,4 — для внутренних стен, которые соединяют с соседним неотапливаемым помещением, у которого есть наружные стены, и для полов над погребом, углублённом в грунт;
  • 0,75 — полы над погребом, устроенном выше грунта;
  • 0,6 — поверхности над подвалами, расположенными либо ниже грунта, либо не выше одного метра над ним.
  • Аналогично можно подобрать коэффициенты для других ситуаций.

На заметку. Когда выбирают проект дома, хорошо заранее продумать варианты, как сделать так, чтобы периметр внешних холодных стен был минимальным. Существует прямая зависимость: чем больше площадь наружных стен, тем выше потери тепла. У домов с большим количеством выступающих элементов теряется много тепла.

рассчитать расход теплоносителя в системе отопления

Могут понадобиться следующие значения сопротивления:

  • 0,38 — при сплошной кирпичной кладке с толщиной стен в 13,5 см, 0,57 — с толщиной кладки 26,5 см, 0,76 — 39,5 см, 0,94 — 52,5 см, 1,13 — 65,5 см.
  • 0,9 — при сплошной кладке с воздушной прослойкой при толщине 43,5 см, 1,09 — 56,5 см, 1,28 — 65,5 см;
  • 0,89 — при сплошной кладке из декоративного кирпича с толщиной в 39,5 см, 1,2 — 52,5 см, 1,4 — 65,5 см.
  • 1,03 — для сплошной кладки, где термоизоляционный слой с толщиной в 39,5см, 1,49 — 52,5 см;
  • 1,33 — для деревянных стен из дерева (не бруса) с толщиной в 200 мм, 1,45 — 220 мм, 1,56 — 240 мм;
  • 1,18 — для стен из бруса с толщиной 150 мм, 1,28 — 180 мм, 1,32 — 200 мм;
  • 0,69 — для чердачных перекрытий из железобетонных плит с утеплителем с толщиной в 100 мм, 0,89 — 150 мм.

Эти показатели берут для формулы расхода воды на отопление.

Конкретные расчёты

Допустим, нужно сделать расчёт для домовладения площадью 150 кв. м. Если принять, что на 1 квадратный метр теряется 100 Ватт тепла, получаем: 150х100=15 кВатт тепловых потерь.

Как соотносится это значение с циркуляционным насосом? При тепловых потерях происходит постоянный расход тепловой энергии. Для поддержания температурного режима в помещении необходимо большее количество энергии, чем для его компенсации.

расход теплоносителя по мощности

Для расчёта циркуляционного насоса для системы отопления, следует понимать, какие у него функции. Это устройство выполняет следующие задачи:

  • создать напор воды, достаточный для того, чтобы преодолеть гидравлическое сопротивление узлов системы;
  • перекачать по трубам и радиаторам такой объем горячей воды, который требуется для эффективного прогрева домовладения.

То есть, для того, чтобы система заработала, нужно подогнать тепловую энергию к радиатору. И эту функцию выполняет циркуляционный насос. Именно он стимулирует подачу теплоносителя к приборам отопления.

Следующая задача: какое количество воды, согретой до нужной температуры, надо доставить к радиаторам за определённый период времени, при этом компенсируя все теплопотери? Ответ выражается в количестве перекачанного теплоносителя в единицу времени. Это и будет называться мощностью, которой обладает циркуляционный насос. И наоборот: можно определить примерный расход теплоносителя по мощности насоса.

Данные, которые для этого нужны:

  • Количество тепловой энергии, необходимой для того, чтобы компенсировать теплопотери. Для данного домовладения площадью 150 кв. метров эта цифра 15 кВт.
  • Удельная теплоёмкость воды, которая выступает в роли теплоносителя — 4200 Дж на 1 килограмм воды, на каждый градус температуры.
  • Дельта температур между водой на подаче из котла и на последнем отрезке трубопровода в обратке.

Считается, что в нормальных условиях это последнее значение не бывает больше 20 градусов. В среднем берут 15 градусов.

рассчитать расход теплоносителя в системе отопления

Формула для того, чтобы рассчитать насос, следующая: G/(cх(Т1-Т2))= Q

  • Q — это расходование теплоносителя в отопительной системе. Столько жидкости при определённой температуре нужно доставить циркуляционному насосу к отопительным приборам в единицу времени, чтобы теплопотери были компенсированы. Нецелесообразно приобретать устройство, у которого мощность больше. Это приведёт только к повышенному расходу электричества.
  • G — теплопотери дома;
  • Т2 — температура теплоносителя, вытекающая из теплообменника котла. Это именно тот уровень температуры, который нужен для обогрева помещения (примерно 80 градусов);
  • Т1 — температура теплоносителя на обратном трубопроводе при входе в котёл (чаще всего 60 градусов);
  • с — это удельная теплоёмкость воды (4200 Джоулей на кг).

При вычислении с помощью указанной формулы получается цифра 2,4 кг/с.

Теперь нужно перевести этот показатель на язык производителей циркуляционных насосов.

1 килограмм воды соответствует 1 кубическому дециметру. Один кубический метр равен 1000 кубических дециметров.

Получается, что в секунду насос перекачивает воду следующим объёмом:

  • 2,4/1000=0,0024 куб. м.

Далее нужно перевести секунды в часы:

  • 0,0024х3600=8,64 куб. м/ч.

Итоги

Таким образом, выполнив расчет расхода воды на отопление, можно узнать, какой мощности насос следует приобретать в конкретном случае. Переплачивать не имеет смысла, это не экономно и не повлияет на тепловые характеристики системы обогрева. Если циркуляционный насос рассчитать не правильно, то он не потянет нужный объём теплоносителя, более того — быстро выйдет из строя.

В среднем мощность, которой обладают циркуляционные насосы, составляет 10 куб. м/ч. В этом значении заложен запас мощности, поэтому температуру в помещении можно увеличивать без опасения, что насос выйдет из строя. На необходимость изменения температуры жилища могут влиять непредвиденные ситуации, например, аномальные морозы.

формула расхода воды на отопление

Правильно сбалансированная отопительная система, которая работает по принципу принудительной циркуляции, покажет высокий КПД. Это окупит монтаж насоса и затраченное электричество.

Вот и ответ на вопрос, зачем нужно делать расчет расхода теплоносителя в системе отопления.

В идеале, всеми расчетами должны заниматься специалисты с инженерным образованием. Но не всегда есть возможность найти специалиста. Используя формулы и таблицы, можно сделать расчёт и самостоятельно. После того, как будет определена мощность циркуляционного насоса нужной производительности, его можно подобрать в каталоге.

Если появятся сомнения в расчётах, то нужно обратить внимание на приборы, у которых производительность регулируется. В таком случае небольшие неточности в расчётах уже не будут иметь столь принципиального значения.

Как сделать расчет расхода теплоносителя для системы отопления – теория и практика

Выбор циркуляционного насоса для системы отопления. Часть 2

Циркуляционный насос выбирается по двум основным характеристикам:

G* – расходу, выраженному в м 3 /час;

H – напору, выраженному в м.

*Для записи расхода теплоносителя производители насосного оборудования пользуются буквой Q. Производители запорной арматуры, например, Данфосс для расчета расхода пользуется буквой G. В отечественной практике также используется эта буква. Поэтому в рамках объяснений этой статьи мы также будем пользоваться буквой G, Но в других статьях, подойдя непосредственно к разбору графика работы насоса, для расхода мы все же будем использовать букву Q.

Определение расхода (G, м 3 /час) теплоносителя при выборе насоса

Отправной точкой для подбора насоса служит количество тепла, которое теряет дом. Как это узнать? Для этого нужно сделать расчет теплопотерь.

Это сложный инженерный расчет, предполагающий знание многих составляющих. Поэтому в рамках этой статьи мы опустим это объяснение, а за основу количества теплопотерь возьмем одну из распространенных (но далеко не точных) методик, которой пользуются многие монтажные фирмы.

Ее суть заключается в некоем среднем показателе потерь на 1 м 2 . Эта величина условна и составляет 100 Вт/м 2 (если дом или комната имеют неутепленные кирпичные стены, да еще недостаточной толщины, количество тепла, теряемого помещением, будет значительно больше. И наоборот, если ограждающие конструкции дома сделаны с применением современных материалов и имеют хорошую теплоизоляцию, потери тепла будут снижены и могут составлять 90 или 80 Вт/м 2 ).

Итак, предположим, что вы имеете дом площадью 120 или 200 м 2 . Тогда условленное нами количество теплопотерь для всего дома будет составлять:

120 * 100 = 12000 Вт или 12 кВт.

Какое это имеет отношение к насосу? Самое прямое.

Процесс теплопотерь в доме происходит постоянно, а значит и процесс нагревания помещений (компенсация теплопотерь) должен идти постоянно.

Читайте также:  Простой инструмент для обработки металла и дерева

Представьте, что у вас нет насоса, нет трубопроводов. Как бы вы решили эту задачу?

Чтобы компенсировать теплопотери вам пришлось бы сжигать какой-то вид топлива в отапливаемом помещении, например, дрова, что в принципе тысячелетиями люди и делали.

Но вы решили отказаться от дров и использовать для обогревания дома воду. Что вам пришлось бы делать? Вам пришлось бы брать ведро( -а), наливать туда воду и греть ее на костре или газовой плите до температуры кипения. После этого брать ведра и нести их в комнату, где вода отдавала бы свое тепло помещению. Затем брать другие ведра с водой и снова ставить их на костер или газовую плиту для нагревания воды, а затем нести их в комнату взамен первых. И так до бесконечности.

Сегодня за вас эту работу выполняет насос. Он заставляет воду двигаться к устройству, где она нагревается (котел), а затем для передачи сохраненного в воде тепла по трубопроводам направляет ее к отопительным приборам для компенсации теплопотерь в помещении.

Возникает вопрос: сколько нужно воды в еденицу времени, нагретой до заданной температуры, чтобы компенсировать теплопотери дома?

Как это посчитать?

Для этого нужно знать несколько величин:

  • количество тепла, которое необходимо для компенсации тепловых потерь (в этой статье за основу мы взяли дом площадью 120 м 2 с теплопотерями 12000 Вт)
  • удельная теплоемкость воды равная 4200 Дж/кг * о С;
  • разница между начальной температурой t 1 (температура обратки) и конечной температурой t 2 (температурой подачи), до которой нагревается теплоноситель (эта разница обозначается как ΔT и в теплотехнике для расчета систем радиаторного отопления определяется в 15 – 20 о С).

Эти значения нужно подставить в формулу:

G = Q / (c * (t 2 – t 1 )) , где

G – требуемый расход воды в системе отопления, кг/сек. (Этот параметр должен обеспечивать насос. Если купить насос с меньшим расходом, то он не сможет дать количество воды необходимое для компенсации тепловых потерь; если взять насос с завышенным расходом, это приведет к снижению его КПД, перерасходу электроэнергии и большим начальным затратам) ;

Q – количество тепла Вт, необходимое для компенсации теплопотерь;

t 2 – температура конечная, до которой нужно нагреть воду (обычно 75, 80 или 90 о С);

t 1 – температура начальная (температура теплоносителя, остывшего на 15 – 20 о С);

c – удельная теплоемкость воды, равная 4200 Дж/кг * о С .

Подставляем известные значения в формулу и получаем:

G = 12000 / 4200 * (80 – 60) = 0,143 кг/с

Такой расход теплоносителя в течение секунды необходим для компенсации тепловых потерь вашего дома площадью 120 м 2 .

На практике пользуются расходом воды, перемещенным в течение 1 часа. В этом случае формула, пройдя некоторые преобразования принимает следующий вид:

G = 0,86 * Q / t 2 – t 1 ;

G = 0,86 * Q / ΔT , где

ΔT – разность температур между подачей и обраткой (как мы уже увидели выше, ΔT – величина известная, закладываемая изначально в расчет).

Итак, какими бы сложными, на первый взгляд, не показались объяснения по подбору насоса, учитывая такую важную величину, как расход, сам расчет и, следовательно, подбор по этому параметру довольно прост.

Все сводится к подстановке известных значений в простую формулу. Эту формулу можно “вбить” в программе Excel и пользоваться этим файлом, как быстрым калькулятором.

Потренируемся!

Задача: нужно подсчитать расход теплоносителя для дома площадью 490 м 2 .

Решение:

Q (количество теплопотерь) = 490 * 100 = 49000 Вт = 49 кВт.

Проектный температурный режим между подачей и обраткой закладываем следующий: температура подачи – 80 о С, температура обратки – 60 о С (по-другому запись делается как 80/60 о С).

Следовательно, ΔT = 80 – 60 = 20 о С .

Теперь все значения подставляем в формулу:

G = 0,86 * Q / ΔT = 0,86 * 49 / 20 = 2,11 м 3 /час.

Как всем этим пользоваться непосредственно при выборе насоса, вы узнаете в заключительной части этой серии статей. А сейчас поговорим о второй важной характеристике – напоре. Читать далее

Расход теплоносителя в системе отопления: зачем рассчитывать, методы расчета

Расчет расхода теплоносителя в отопительной системе позволяет точно подобрать длину и диаметр трубопроводов и привести систему к сбалансированной работе отопление с помощью набора радиаторных клапанов. Опираясь на результаты расчета, подбирают циркуляционный насос. Ключевыми параметрами этого расчета являются расход теплоносителя в системе отопления, потери напора отопительного ресурса в отопительной конфигурации дома, а также уровень потерь от насоса или отопительного котла от первого до последнего отопительного узла – радиатора. Чтобы выполнить нужные расчеты, специалисты руководствуются формулой.

Оборудование для теплоснабжения в помещении Источник https://teplovoi-nasos.com/wp-content/uploads/2018/10/WPL_19_24_I_Milieu_02-1170×780.jpg

Зачем нужно считать расход теплового носителя в системе обогрева

Показатель расхода теплоносителя рассчитывается с целью подбора подходящего насоса для циркуляции. Существует 2 критерия, по которым подбирается это устройство: напору носителя тепловой энергии внутри трубопровода и количеству водного ресурса, перекачиваемого за 1 час. Далее нужно определиться с понятиями. Под напором понимают высоту, на которую поднимается вода. Этот параметр измеряется от самой низкой до самой высокой точки (во многих случаях до следующего насоса циркуляции).

Расчет расширительного бака происходит с учетом свойства водного ресурса увеличения объема при нагреве. Расширительный бак устанавливается с целью компенсации этого явления. В противном случае систему просто разорвет расширяющейся жидкостью. В это устройство собираются излишки теплоносителя, расширившегося при нагреве. Именно для этого считается расход носителя тепловой энергии в отопительной конфигурации здания.

Общая методика определения расхода теплоносителя в отопительном комплексе жилища

Предназначение методики заключается в возможности выбора подходящих водо-теплосчетчиков и другого оборудования в отопительной системе закрытого типа для потребительских нужд. Выявляется максимальный и минимальный расход воды на отопление. Нужно учитывать погрешность, которая допускается при расчетах, соответствующую установленными правилами учета потребительского тепла и технических параметров теплоносителя, входящих в состав отопительного комплекса.

Пример формулы расхода носителя тепловой энергии

Полный перечень расчетов представляет собой набор стандартизированных операций, разработанных строго по нормативной документации. Это обеспечивает точный результат вычислений, опираясь на который можно обеспечить жилище надежным отоплением вне зависимости от времени года и погоды.

Методика расчета значений расхода носителя тепловой энергии в системе отопления жилища разрабатывалась на основе тематической нормативной документации СНиП 2.04.07-85 и 86, а также 101-95. На основании приведенной в этих документах информации уровень расхода теплоносителя считается по формуле m=Q/c*(t2-t1). Расшифровка формулы:

  • Q – общая мощность всей конфигурации отопления в доме, определяющая суммой всех ее узлов с учетом теплопотерь дома (кВт);
  • t2, t1 – конечное и начальное значения температуры нагрева носителя тепла;
  • c – удельная теплоемкость водного ресурса (4200 Дж/кг*температуру).

Расход воды в системе теплоносителя можно посчитать на любом участке трубопровода. Важным условием расчета является условие, при котором на этом участке сохранялась одинаковая скорость водного потока. Поэтому разбивать на отдельные участки трубы нужно до редукции или тройника. Учитывается также мощность всех отопительных узлов или радиаторов. Расчету совершаются для трубопроводов, расположенных перед каждым радиатором.

Электроотопительные котлы класса «КОМФОРТ» WARMOS-M 7,5-30, Evan

Цена от 33 098 ₽

Котел газовый настенный ECO Four, Baxi

Цена от 60 574 ₽

PRIMTEK 22D, Wattek

Цена 109 617 ₽

Биметаллический радиатор отопления Rifar Monolit 500 4 секции

  • Гарантия: 10 лет
  • Тип товара: Прибор учета

Цена 4 200 ₽

Котёл электрический, Vitotron 100 VMN3-08, VMN3, погодозависимая теплогенерация, Viessmann

Цена 69 755 ₽

Горелка, газовая, VG 2.160 DP E, d347-3/4-Rp3/4, KN, Elco

Цена 205 379 ₽

Котёл электрический, E-Tech W 15 TRI (ст.арт. 00628501), ACV

Цена 213 524 ₽

Котёл газовый настенный, ECO-4S 24 F, Baxi

Цена 76 372 ₽

  • Гарантия: 10 лет
  • Тип товара: Прибор учета

Цена 12 705 ₽

Котел твердотопливный Warmos TT - 18К, Evan, 2,5 бар

Цена 44 622 ₽

Электроотопительные котлы класса «КОМФОРТ» WARMOS IV, Evan

Цена от 21 218 ₽

Биметаллический радиатор отопления Rifar Base 500 4 секции

  • Гарантия: 10 лет
  • Тип товара: Прибор учета

Цена 3 480 ₽

Алюминиевый радиатор отопления Global VOX EXTRA 500 8 секций

  • Гарантия: 10 лет
  • Тип товара: Прибор учета

Цена 11 703 ₽

Котёл газовый настенный, ECO-4S 18 F, Baxi

Цена 73 421 ₽

Топливные насосы BFP 21 LE/LE-S, Danfoss

Цена от 16 896 ₽

Расчет технических параметров

Специалистами утверждены определенные требования, которым должен соответствовать теплоноситель, чтобы он был максимально полезным при отоплении жилища в любой сезон вне зависимости от погодных условий. В таком случае система будет долговечной и максимально окупать затраты на обслуживание. В любом отопительном комплексе есть технические значение, требующие расчета.

Пример носителя тепловой энергии для обогрева дома Источник https://teploizolyaciya-info.ru/wp-content/uploads/2019/03/Kakoy_teplonositel_vybrat_dlya_sistemy_otopleniya_preimuschestva_i_nedostatki_vody_i_antifriza_1-5.jpg

Существует 5 требований к теплоносителю:

  • отсутствие точных веществ;
  • малое значение расширяемости при остывании;
  • низкая вязкость;
  • стандартная текучесть;
  • доступная цена;
  • высокое значение переноса тепловой энергии.

Значение, высчитанное по формуле, представляет собой числовой показатель количества теплоносителя (кг), которое тратится за 1 секунду работы. При этом сама тепловая энергия, исходящая от носителя, распространяется по всем помещениям здания по средствам работы отопительных узлов. Для получения точного расчета нужно знать уровень потребления обогревательного котла, расходуемого на нагрев 1 литра водного ресурса. Формула: G=N/Q. Расшифровка:

  • N – значение мощности отопительного котла в Вт;
  • Q – показатель теплоты, измеряемый в Дж/кг.

Полученное значение измеряется в кг/час и умножается на 3600. Далее нужно рассчитать нужный объем воды в системе. После перестройки обвязки нужно повторное заполнение трубопровода носителем тепловой энергии. Для этого нужно найти количество водного ресурса во всей отопительной конфигурации. В классическом случае собирают информацию из документов системы и суммируют их.Пример носителя тепловой энергии для обогрева дома

Существует 5 требований к теплоносителю:

отсутствие точных веществ;

малое значение расширяемости при остывании;

высокое значение переноса тепловой энергии.

Значение, высчитанное по формуле, представляет собой числовой показатель количества теплоносителя (кг), которое тратится за 1 секунду работы. При этом сама тепловая энергия, исходящая от носителя, распространяется по всем помещениям здания по средствам работы отопительных узлов. Для получения точного расчета нужно знать уровень потребления обогревательного котла, расходуемого на нагрев 1 литра водного ресурса. Формула: G=N/Q. Расшифровка:

N – значение мощности отопительного котла в Вт;

Q – показатель теплоты, измеряемый в Дж/кг.

Полученное значение измеряется в кг/час и умножается на 3600. Далее нужно рассчитать нужный объем воды в системе. После перестройки обвязки нужно повторное заполнение трубопровода носителем тепловой энергии. Для этого нужно найти количество водного ресурса во всей отопительной конфигурации. В классическом случае собирают информацию из документов системы и суммируют их.

О расходе теплоносителя для передачи расчетно-тепловой энергии можно посмотреть в видео:

Метод ручного определения этого параметра заключается в определении длины и сечения трубопровода. Полученные значения перемножаются и добавляются к радиаторам. Общий объем секций батарей составляет 0,45 л (сталь, алюминий или сплав) и 1,45 (чугун). Формула общего количества воды: V=N*VкВт. Расшифровка:

  • N – значение мощности отопительного котла, Вт;
  • VкВт – достаточный объем для передачи тепловой энергии в 1 кВт, дм3.

Внимание! Бак в этой системе имеет огромное значение. Его функция заключается в компенсации давления, повышающегося по причине расширения теплоносителя при нагреве.

Как проводят расчеты для многоквартирных домов

Отопление в доме со множеством квартир рассчитывается в 2 вариантах:

  • на весь дом работает общая котельная;
  • индивидуальная система обогрева для каждой квартиры.

Расчет расхода теплоносителя в системе отопления осуществляется по похожему принципу, как и в случае с частным домом. Если в расчетах допущены ошибки, то во многих случаях многие жильцы окажутся в холодных жилищах. Например, если владельцы квартиры решили сделать у себя систему «теплый пол» и неправильно посчитали этот параметр, их соседи вполне возможно будут мерзнуть.

Отопительная конфигурация в многоквартирном доме Источник https://ap-n.com/wp-content/uploads/2019/06/avtomatizirovannaja-sistema-otoplenija.png

Это произойдет в случае, когда температура теплоносителя на входе составляет от 70 до 90 градусов по Цельсию, а допустимая температура для трубопровода – до 60 градусов Цельсия. Если даже теплые поставят все владельцы жилья при таких условиях, то отдельно взятый хозяин квартиры получит холодное помещение. Дело в том, что общая отопительная система проводится без учета особенностей отдельно взятых квартир.

Достоинство индивидуального отопления заключается в возможности устанавливать ту отопительную систему, которая всецело подходит хозяевам. При этом, расчет носителя тепловой энергии следует рассчитывать с 10% надбавкой на отопления лестничной клетки и другие строительные сооружения.

Как законно перейти на индивидуальное отопление можно посмотреть в видео:

Воду для системы отопления нужно подготовить должным образом. Жесткость теплоносителя должна находится в пределах от 7 до 10 мг-экв/1л. Если показатель будет завышенным, внутри системы будут появляться нежелательные образования в виде отложения солей и накипи. Доступный способ смягчения – кипячение воды, но эффективность довольно низкая. Использование магнитов – более продуктивный метод смягчения теплоносителя, но работают они при температуре воды не более 70 градусов.

Смягчить воду также можно специальными фильтрами ингибиторного типа. Они работают на основе действия нескольких реагентов, что повышает эффективность смягчения. Такие фильтры очищают жидкость от таких образований, как едкий натрий, известь, кальцинированная сода.

Читайте также:  Почему на верхних этажах дома батареи холодные: как это исправить

Как рассчитать объем отопительного котла

Реальный объем котла для отопления можно узнать из соответствующей документации, входящей в комплект поставки оборудования. Устройства встречаются 2 типов: напольный и настенный. Объем напольных отопительных котлов – 10-25 литров теплоносителя. Средняя мощность оборудования на твердом топливе, содержащего 20 литров носителя тепловой энергии, составляет 24 кВт. Настенные аналоги более компактные. Они могут вмещать 3-7 литров жидкости. Вместимость отопительного котла должна варьироваться в пределах 1-3% от общего объема теплоносителя. Также всю систему нужно периодически очищать от загрязнений. В противном случае она будет засоряться и терять эффективность.

Коротко о главном

Параметр расхода носителя тепловой энергии внутри любой конфигурации отопления дома – важная составляющая эффективного обогрева помещения. Главным образом его рассчитывают, чтобы подобрать насос для циркуляции. Чтобы рассчитать значение, расхода используют формулы и технические характеристики оборудования, описанные в документации.

Как по Вашему мнению, важно следить за расходами теплоносителя? Пишите ответы в комментарии.

Не слишком ли велик расход теплоносителя в системе отопления? Формула расчета

Теплоносителями для системы отопления могут выступать жидкости и газы.

Обычно в качестве теплоносителя для системы отопления частного дома или квартиры применяют воду, этилен- или пропиленгликоль.

Он должен отвечать определенным требованиям.

Требования к теплоносителю в системе отопления

Есть 5 пунктов, которые нужно соблюдать:

  • высокий показатель переноса теплоты;
  • низкая вязкость, при этом стандартная (как у воды) текучесть;
  • малая расширяемость при остывании;
  • отсутствие токсичности;
  • небольшая стоимость.

Фото 2

Фото 1. Теплоноситель Эко -30 на основе пропиленгликоля, вес 20 кг, производитель – «Технология уюта».

Для выбора рекомендуется обратиться к профессиональному сантехнику, который поможет сделать расчёты и выбрать подходящий теплоноситель.

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.

G = N / Q, где:

Величину переводят в кг/час, умножая на 3600.

Формула для расчёта необходимого объёма жидкости

Фото 3

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:

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:

Фото 4

Формула для расчёта:

V = (Vs * E)/D, где:

  • E — коэффициент расширения жидкости, указанный выше.
  • Vs — расчётный расход всей обвязки, м 3 .
  • 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

Фото 5

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:

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.

Фото 6

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

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 Kтп из следующей таблицы:

Типы систем ГВСПотеря воды теплоносителем
С учётом тепловых сетейБез них
С изолированными стояками0,150,1
С изоляцией и с сушителями для полотенец0,250,2
Без изоляции, но с сушилками0,350,3

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

Полезное видео

Ознакомьтесь с видео, в котором рассказывается, как после расчетов заполнить систему.

Количество учитываемых параметров

При расчётах учитывают не только длину, сечение труб и количество секций радиатора, но также прочие используемые в обвязке элементы. Для вычислений следует пригласить специалиста по сантехнике, который поможет выбрать вид теплоносителя и, при необходимости, залить его.

Как рассчитать объем и расход теплоносителя в системе

Индивидуальная система отопления похожа на кровеносную систему человека. Теплоноситель циркулирует по венам дома от его сердца в виде котла. Задача – доставлять тепло в каждую точку обогрева: радиаторы, теплый пол и др.

Монтаж системы отопления требует тщательной подготовки. Вам понадобится инструмент, правильно подобранное оборудование и, конечно, верные расчеты. Полезно будет проверить работоспособность по формулам, чтобы каждый элемент системы справлялся с поставленной задачей. Это важно и при модернизации системы, например, если вы заменяете трубы, добавляете радиаторы и достраиваете новые помещения, которые нужно отапливать.

Мы расскажем про важные параметры, которые нужно учесть при проектировании отопительной системы.

Мощность системы отопления

Этот параметр нужен для определения расхода теплоносителя и подбора котла, который справится с обогревом помещения. Сначала определяемся с мощностью, чтобы использовать ее в остальных формулах. Если данный параметр вам известен, переходите к следующему пункту.

Если же вы еще не знаете мощность, то ее легко определить исходя из площади всех помещений.

На 10 кв. м приходится 1 кВт

Такой подсчет действует для капитальных построек с хорошей теплоизоляцией и высотой потолков не более 3 м.

Допустим, площадь объекта составляет 2000 кв. м.

Расчет будет следующим

2000 / 10 = 200 кВт

Объем теплоносителя

При монтаже системы отопления важно сделать не только расчет расхода теплоносителя, но и определить его объем. Для этого существует формула. Она помогает вычислить объем во всех элементах системы.

V теплоносителя = V котла + V радиаторов + V труб

  • V котла – найдете в его техническом паспорте. У настенных газовых моделей этот параметр может составлять от 3 до 7 л. У напольных, в том числе твердотопливных, он больше – до 25 л.
  • V радиаторов – тоже можно найти в техническом паспорте. Если его нет, возьмите усредненное значение в зависимости от материала: 1,5 л на секцию – для чугунных; 0,3 л на секцию – для биметаллических; 0,4 л на секцию – для алюминиевых. Сложите количество секций для каждого радиатора, а затем суммируйте все.
  • V труб – можно вычислить по упрощенному алгоритму с помощью таблицы. Для этого общую длину труб умножаем на объем одного метра трубы в соответствии с ее типоразмером.

Определить соответствие поможет таблица

Типоразмер трубы, дюймВнутренний радиус, ммОбъем на 1 м труб, л
1/2150,177
3/4200,314
1250,491
1 1/4320,804
1 1/2401,257
2502,467

Вычислить объем трубопровода можно, умножив объем из последней колонки на общую длину труб. Например, если длина трубопровода 50 м с использованием трубы 1/2 дюйма, то мы умножаем 50 на 0,177. Получаем 8,85 куб. м.

Важно: если в системе на разных участках трубы имеют разный диаметр, необходимо рассчитывать объем каждого участка отдельно, а затем их объем суммировать. Например, из котельной выходит труба диаметром 1 дюйм, а в комнатах используются трубы диаметром 1/2 дюйма.

sistema

На заметку: нужно определить объем бака под тепловое расширение в зависимости от используемого теплоносителя. Если в качестве теплоносителя будет использована вода, объем бака будет составлять не менее 15% от вместимости всей системы. Для антифриза этот показатель равен 20%. Стоит отметить, что объем бака может быть несколько больше расчетного числа, но ни в коем случае не меньше. Это упрощенный подход для оценки. Есть более точные формулы, для которых нужны справочные данные по физическим свойствам выбранного антифриза.

Расход теплоносителя

На что влияет расход теплоносителя в системе отопления и зачем его определять? По этому параметру подбирают циркуляционный насос для принудительного движения теплоносителя в системе. Верные подсчеты помогут спроектировать систему правильно для работы без потерь напора.

Чтобы определить расход теплоносителя, используются разные формулы. Мы расскажем про наиболее распространенные. Вы можете применить одну из них или несколько для самопроверки. Только вам надо будет перевести полученные значения в литры в минуту.

1. Инженерная формула

m = Q / (Cp × Δt)

  • m – расход теплоносителя, кг/с
  • Q – суммарная мощность системы отопления, кВт
  • Cp – удельная теплоемкость теплоносителя, кДж (при подсчете для воды берем средний показатель 4,19 кДж)
  • Δt – разница температур на входе и выходе котла (чаще всего это 5 °C)

Если вы хотите правильно подсчитать расход теплоносителя, формула поможет избежать ошибок. Просто подставьте в нее параметр тепловой мощности.

Например, мощность составляет 200 кВт. А остальные значения возьмем усредненные.

Расчет по формуле будет следующим

m = 200 / (4,19 × 5) = 9,54 кг/с

sistema2

2. Упрощенная формула

Есть также упрощенный расчет расхода теплоносителя по тепловой нагрузке. Им пользуются не столько инженеры, сколько хозяева домов, которые хотят выполнить работу самостоятельно.

Для этого нужно тепловую мощность разделить на 20 (усредненное значение для расчета при использовании воды в системе).

Вернемся к нашему примеру. Если мощность составляет 200 кВт, то мы разделим ее на 20.

Расчет будет следующим

200 / 20 = 10 кг/с

Если сравнить полученные значения по обеим формулам, можно увидеть небольшую погрешность в упрощенной формуле. Поэтому лучше округлить полученное значение в большую сторону.

3. Формула для определения расхода в кубометрах в час

Также часто встречается формула определения расхода в кубометрах в час. Она выглядит следующим образом.

G = 0,86 (Q / Δt).

Значения Q и Δt берем такие же, как в первой инженерной формуле.

Расчет будет следующим

G = 0,86 (200 / 5) = 34,4 куб.м/ч

Как применить расчеты на практике

Полученные по формулам значения не дают возможности использовать данные для подбора циркуляционного насоса по расходу теплоносителя. Производители насосного оборудования указывают расход в литрах в минуту (л/мин). Для этого показатели надо перевести.

  • Первые две формулы дают значение расхода в килограмм-силах (кг/с). Нужно перевести значение в соотношении: 1 кг/с = 60 л/мин

Для нашего примера из первой формулы соотношение будет следующим

10 кг/с = 600 л/мин

  • Третья формула дает значение в кубических метрах в час (куб.м/ч). Необходимо перевести его в соотношении: 1 куб.м/ч = 16,6 л/мин

Для нашего примера соотношение будет следующим

34,4 куб.м/ч = 567,6 л/мин

Как видите, первая формула, инженерная – дает самое большое значение. Поэтому, если вы будете использовать другие, сделайте небольшой запас и округлите значение в большую сторону.

Теперь вы знаете, какие параметры нужно учитывать при проектировании системы отопления. Но если вы не уверены, что справитесь самостоятельно, лучше доверьте эту работу профессионалам. А сами сосредоточьтесь на выборе необходимого оборудования. На нашем сайте вы можете купить все, чтобы собрать систему отопления под ключ – от котла до радиаторов и антифриза.

Ссылка на основную публикацию