Формулы и методика расчета расхода воды на котел отопления. Особенности расчетов для многоквартирного дома

Формулы и методика расчета расхода воды на котел отопления. Особенности расчетов для многоквартирного дома

Существует два варианта обустройства отопления многоквартирного дома:

1. Общая котельная на весь дом.
2. Индивидуальное отопление каждой квартиры.

Особенностью первого варианта является то, что проект делается без учета персональных пожеланий жителей отдельных квартир.

Например, если в одной отдельно взятой квартире решат смонтировать систему «теплый пол», а входная температура теплоносителя 70-90 градусов при допустимой температуре для труб до 60 ᵒС. Или, наоборот, при решении всего дома иметь теплые полы, один отдельно взятый субъект, может оказаться в холодной квартире, если поставит обычные батареи. Расчет расхода воды в системе отопления происходит по тому же принципу, что и для частного дома.

Среди достоинств индивидуального отопления в своей квартире нужно выделить тот момент, когда вы можете монтировать тот вид системы отопления, который считаете приоритетным для себя.

При расчете расхода воды следует добавить 10% на тепловую энергию, которая будет направлена на отопление лестничных клеток и другие инженерные сооружения.

Предварительная подготовка воды для будущей отопительной системы имеет огромное значение. От нее зависит, насколько эффективно будет происходить обмен теплом. Конечно, идеальным вариантом был бы дистилят, но мы живем не в идеальном мире.

Хотя, многие сегодня используют дистиллированную воду для отопления. Читайте об этом в статье.

Фактически показатель жесткости воды должен быть 7-10 мг-экв/1л. Если же этот показатель больше, значит, требуется смягчение воды в системе отопления. Иначе происходит процесс оседания солей магния и кальция в виде накипи, что приведет к быстрому износу узлов системы.

Доступнейший способ умягчения воды – кипячение, но, безусловно, это не панацея и не решает полностью проблему.

Можно воспользоваться магнитными смягчителями. Это достаточно доступный и демократичный подход, но работает он при нагреве не выше 70 градусов.

Существует принцип смягчения воды, так называемыми ингибиторными фильтрами, на основе нескольких реагентов. Их задача очищать воду от извести, кальцинированной соды, едкого натрия.

Хочется верить, что эта информация была полезной вам. Будем благодарны, если нажмете кнопки социальных сетей.

Расход теплоносителя в системе отопления многоквартирного дома. Теплоснабжение многоэтажного дома

Распределительный узел отопления многоквартирного дома

Разводка отопления в многоэтажном доме имеет важное значение для эксплуатационных параметров системы. Однако помимо этого следует учитывать характеристики теплоснабжения. Важным из них является способ подачи горячей воды – централизованный или автономный.

В подавляющих случаях делают подключение к центральной отопительной системе. Это позволяет уменьшить текущие затраты в смете на отопление многоэтажного дома. Но практически уровень качества подобных услуг остается крайне низким. Поэтому при возможности выбора предпочтение отдается автономному отоплению многоэтажного дома.

Автономное отопление многоэтажного дома

автономное отопление многоэтажного дома

В современных многоэтажных жилых зданиях существует возможность организации независимой системы теплоснабжения. Она может быть двух типов – поквартирное или общедомовое. В первом случае автономная отопительная система многоэтажного дома осуществляется в каждой квартире отдельно. Для этого делают независимую разводку трубопроводов и устанавливают котел (чаще всего — газовый). Общедомовая подразумевает монтаж котельной, к которой предъявляются особые требования.

Расход воды формула. Пошаговая инструкция, как рассчитать водорасход

Произвести подсчеты можно при помощи таблиц. Но полученные результаты будут неточными. Поэтому лучше проводить расчеты на месте, учитывая скорость потока, материал трубопроводных систем и прочие характеристики трубопровода.

Проще всего рассчитать объем расходуемой H2O по следующей формуле:

Использовать эту формулу можно и для поиска других неизвестных. Если известен диаметр и расход воды, можно определить скорость потока. А если известны V и q, можно узнать диаметр.

В большинстве стояков напор водного потока равняется 1,5-2,5 атмосфер . А скорость потока обычно составляет 0,8-1,5 м/с. Может быть установлен дополнительный нагнетатель, который меняет параметры внутри системы. Все данные о нем должны быть указаны в техпаспорте.

Минимальное давление в системе должно составлять 1,5 атмосфер – этого достаточно для работы стиральной машины и посудомойки. Чем оно выше, тем быстрее вода движется по трубам, поэтому водорасход повышается.

Для получения более точных результатов применяется формула Дарси-Вейсбаха, которая учитывает возможные изменения напора воды, что приводит к повышению или снижению давления.

ΔP=λ*L/D*V2 /2q *ϸ,  где:

• ΔP – потеря давления на сопротивлении движения потока;
• λ – показатель потерь на трение по всей длине;
• D – сечение трубы;
• V — скорость течения;
• L – длина трубопровода;
• g – константа = 9,8 м/с2;
• ϸ — вязкость потока.

Такую формулу обычно используют для выполнения сложных расчетов гидродинамики. В остальных случаях применяются упрощенные варианты.

Частный случай расчета водорасхода – через отверстие крана. Применяется формула:

q=S*V, где:

• Q – водорасход;
• S – площадь окружности (отверстия крана), определяется по формуле S= π*r2;
• V – скорость течения, если она неизвестна, определить ее можно, исходя из формулы V=2g*h, где g – константа, h – высота водного столба над отверстием крана.

Правила расчета

При выполнении вычислений необходимо учитывать следующие правила:

Следить за правильностью величин. Если одно значение исчисляется в м/с, то другое должно измеряться в л/с (не в кг/час). Иначе произведенные расчеты будут неверными.
1. Применять правильные значения констант.
2. Учитывать данные нагнетателя системы, если он используется. Вся информация о его влиянии на параметры системы указывается в техническом паспорте.
3. Промежуточные вычисления рекомендуется проводить с точными величинами, а конечный результат можно округлить (лучше в большую сторону).

Чтобы облегчить расчеты, можно воспользоваться калькуляторами в режиме онлайн, в которые достаточно только ввести все известные данные.

Расход теплоносителя формула. Выбор циркуляционного насоса для системы отопления. Часть 2

Циркуляционный насос выбирается по двум основным характеристикам:

G* – расходу, выраженному в м3/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, м3/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 м2.

Эта величина условна и составляет 100 Вт/м2 (если дом или комната имеют неутепленные кирпичные стены, да еще недостаточной толщины, количество тепла, теряемого помещением, будет значительно больше.

Обратите внимание

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/м2).

Итак, предположим, что вы имеете дом площадью 120 или 200 м2. Тогда условленное нами количество теплопотерь для всего дома будет составлять:

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.

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 м2 с теплопотерями 12000 Вт)
• удельная теплоемкость воды равная 4200 Дж/кг * оС;
• разница между начальной температурой t1 (температура обратки) и конечной температурой t2 (температурой подачи), до которой нагревается теплоноситель (эта разница обозначается как ΔT и в теплотехнике для расчета систем радиаторного отопления определяется в 15 – 20 оС).

Эти значения нужно подставить в формулу:

G = Q / (c * (t2 – t1)), 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;

t2 – температура конечная, до которой нужно нагреть воду (обычно 75, 80 или 90 оС);

t1 – температура начальная (температура теплоносителя, остывшего на 15 – 20 оС);

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

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 м2.

Важно

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

G = 0,86 * Q / t2 – t1;

или

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).

Оптимальный расход теплоносителя. Температурный график системы отопления — порядок расчета и готовые таблицы

Основой экономного подхода к расходу энергоносителя в системе отопления любого типа является температурный график. Его параметры указывают оптимальное значение нагрева воды, оптимизируя тем самым затраты. Для того чтобы на практике применить эти данные необходимо подробнее узнать принципы его построения.

Терминология

Температурный график — оптимальное значение нагрева теплоносителя для создания комфортной температуры в помещении. Он состоит из нескольких параметров, каждый из которых прямым образом влияет на качество работы всей системы отопления.

1. Температура во входном и выходном патрубках котла отопления.
2. Разница между этими показателями нагрева теплоносителя.
3. Температура в помещении и на улице.

Последние характеристики являются определяющими для регулирования первых двух. Теоретически необходимость в увеличении нагрева воды в трубах наступает при уменьшении температуры на улице. Но насколько нужно увеличить мощность котла, чтобы нагрев воздуха в помещении был оптимален? Для этого составляют график зависимости параметров системы отопления.

• 150°С/70°С. Перед поступлением к пользователям теплоноситель разбавляется с водой из обратной трубы для нормализации входящей температуры.
• 90°С/70°С. В этом случае нет необходимости устанавливать оборудование для смешивания потоков.

Согласно текущим параметрам системы коммунальные службы должны следить за соблюдением значения нагрева теплоносителя в обратной трубе. Если этот параметр меньше нормального – значит, помещение прогревается не должным образом. Превышение говорит об обратном – температура в квартирах слишком высокая.

Температурный график для частного дома

Практика составления подобного графика для автономного отопления не сильно развита. Это объясняется его принципиальным отличием от централизованного. Регулирование температуры воды в трубах возможно осуществлять в ручном и автоматическом режиме. Если при проектировании и практической реализации была учтена установка датчиков для автоматического регулирования работы котла и термостатов в каждой комнате, то острой необходимости в расчете температурного графика не будет.

Но для подсчета будущих расходов в зависимости от погодных условий он будет незаменим. Для того чтобы составить его согласно текущим правилам, необходимо учитывать следующие условия:

1. Тепловые потери дома должны быть в пределах нормы. Основным показателем этого условия является коэффициент сопротивления теплопередачи стен. В зависимости от региона он различен, но для средней полосы России можно взять среднее значение — 3,33 м²*С/Вт.
2. Равномерный нагрев жилых помещений в доме при работе системы отопления. При этом не учитывается принудительное уменьшение температуры в том или ином элементе системы. В идеале, количество тепловой энергии от нагревательного прибора (радиатора), максимально удаленного от котла, должно быть равно установленному близко к нему.

Только после обеспечения этих условий можно переходить к расчетной части. На этом этапе могут возникнуть трудности. Правильный расчет индивидуального температурного графика представляет собой сложную математическую схему, в которой учитываются все возможные показатели.

Однако для облегчения задачи существуют уже готовые таблицы с показателями. Ниже приведены примеры самых часто встречающихся режимов работы отопительного оборудования. В качестве начальных условий были взяты следующие вводные данные:

• Минимальная температура воздуха на улице — 30°С
• Оптимальная температура в помещении +22°С.

На основе этих данных были составлены графики для следующих видов работы отопительных систем.

Стоит помнить, что эти данные не учитывают особенности конструкции системы отопления. Они лишь показывают рекомендованные значения температуры и мощности отопительного оборудования в зависимости от погодных условий.