Расчёт мощности котла по объёму воды в системе. Общие моменты

Расчёт мощности котла по объёму воды в системе. Общие моменты

Чтобы в доме было тепло, система отопления должна восполнять все имеющиеся потери тепла в полном объеме. Тепло уходит через стены, окна, пол, крышу. То есть, при расчете мощности котла, необходимо учитывать степень утепления всех этих частей квартиры или дома. При серьезном подходе у специалистов заказывают расчет теплопотерь здания, а по результатам уже подбирают котел и все остальные параметры системы отопления. Задача эта не сказать что очень сложная, но требуется учесть из чего сделаны стены, пол, потолок, их толщину и степень утепления. Также учитывают какие стоят окна и двери,  есть ли система приточной вентиляции и какова ее производительность. В общем, длительный процесс.

Есть второй способ определить теплопотери. Можно по факту определить количество тепла, которое теряет дом/помещение при помощи тепловизора. Это небольшой прибор, который на экране отображает фактическую картину теплопотерь. Заодно можно увидеть где отток тепла больше и принять меры по устранению утечек.

Определение фактических теплопотерь — более легкий способ

Теперь о том, стоит ли брать котел с запасом по мощности. Вообще, постоянная работа оборудования на грани возможностей негативно сказывается на сроке его службы. Потому желательно иметь запас по производительности. Небольшой, порядка 15-20% от расчетной величины. Его вполне достаточно для того, чтобы оборудование работало не на пределе своих возможностей.

Слишком большой запас невыгоден экономически: чем мощнее оборудование, тем дороже оно стоит. Причем разница в цене солидная. Так что, если вы не рассматриваете возможность увеличения отапливаемой площади, котел с большим запасом мощности брать не стоит.

Объем системы отопления по нагрузке. Формула расчета насоса для системы отопления

Ответ

Расчет литража в системе отопления очень важное мероприятие от которого зависит дальнейшие расчеты по отоплению

Приведем некоторые данные:

Литраж теплоносителя в радиаторе:

алюминиевый радиатор — 1 секция — 0,450 литра

ø15 (G ½») — 0,177 литра

ø20 (G ¾») — 0,310 литра

ø25 (G 1,0″) — 0,490 литра

ø32 (G 1¼») — 0,800 литра

ø40 (G 1½») — 1,250 литра

ø50 (G 2,0″) — 1,960 литра

Расчитывается объема теплоносителя в системе по формуле :

V=V(радиаторов)+V(труб)+V(котла)+V(расширительного бака)

Примерный расчет максимального объема теплоносителя в системе необходим для того, чтобы тепловой мощности котла хватило для прогрева теплоносителя. В случае превышения объема теплоносителя, также как и превышения максимального объема отапливаемого помещения (условно норму возьмем 100 Вт на квадратный метр отапливаемой мощности), отопительный котел может не достичь граничной температуры носителя, что приведет к его непрерывной работе и повышенного износа и к значительному перерасходу топлива.

Оценить максимальный объем теплоносителя в системе для отопительных котлов системы АОГВ можно умножив его тепловую мощность (кВт) на коэфициент, численно равный 13,5 (литр/кВт).

Vmax=Qmax*13,5 (л)

Итак, для стандартных котлов типа АОГВ предельный объем теплоносителя в системе:

АОГВ 7 — 7*13,5=до 100 л

АОГВ 10 -10*13,5 =до 140 л

АОГВ 12 — 12*13,2=до160 л итд.

Пример перевода тепловой мощности

1 Кал/Час = 0,864 * 1 Вт/Час

Наибольшее распространение получили системы отопления с применением жидкостного теплоносителя. Эти комплексные системы включают в себя целый ряд оборудования: насосные станции, котельные, теплообменники и т.д. Стабильная работа оборудования зависит не только от его технического состояния, но и от типа и качества самого теплоносителя.

В большинстве случаев для обогрева загородных домов, дач, гаражей и других объектов заполнение системы отопления производили водой. Помимо неоспоримой пользы это приносило ряд неудобств, к тому же со временем выявлялись существенные недостатки. Небольшой объем теплоносителя в системе отопления котельных позволил найти ей достойную альтернативу.

Как правильно определиться с типом отопительного котла и рассчитать его мощность

В системе отопления котлу отводится роль генератора тепла

Делая выбор между котлами — газовым, электрическим, жидко- или твердотопливным обращают внимание на эффективность его теплоотдачи, простоту эксплуатации, учитывают, какой тип топлива преобладает в месте проживания

Эффективная работа системы и комфортная температура в помещении напрямую зависят от мощности котла. При малой мощности в помещении будет холодно, а при слишком большой — неэкономно использоваться топливо. Поэтому необходимо выбирать котел с оптимальной мощностью, которую можно довольно точно высчитать.

При ее расчете обязательно нужно учитывать
:

• площадь отапливаемого помещения (S);
• удельная мощность котла на десять кубических метров помещения. Она устанавливается с корректировкой, учитывающей климатические условия региона проживания (W уд.).

Есть установленные значения удельной мощности (W уд.) для определенных климатических зон, которые составляют для:

• Южных районов – от 0,7 до 0,9 кВт;
• Центральных районов – от 1,2 до 1,5 кВт;
• Северных районов — от 1,5 до 2,0 кВт.

Мощность котла (Wкот) рассчитывается по формуле:

W кот. = S*W уд. / 10

Поэтому принято мощность котла выбирать, из расчета 1 кВт на 10кв. м отапливаемого помещения.

От площади дома будет зависеть не только мощность , но и тип водяного отопления. Конструкция отопления с естественным движением воды, не сможет эффективно обогревать дом площадью более 100 кв. м (из-за малой инерционности). Для помещения с большой площадью потребуется система отопления с циркулярными насосами, которая будет подталкивать, и ускорять подачу теплоносителя по трубам.

Поскольку насосы работают в безостановочном режиме, к ним предъявляются определенные требования — бесшумность, малая энергоемкость, долговечность и надежность. На современных моделях газового котла, насосы уже встроены непосредственно в корпус.

Особенности подбора циркуляционного насоса

Подбирается насос по двум критериям:

1. Количеству перекаченной жидкости, выраженной в метрах кубических за час (м³/ч).
2. Напору, выраженному в метрах (м).

С напором, все более или менее понятно,- это высота, на которую должна быть поднята жидкость и измеряется с самой низкой до самой высокой точки или до следующего насоса, в том случае, если в проекте, он предусмотрен не один.

Объем расширительного бака

Всем известно, что жидкость при нагревании имеет свойство увеличиваться в объеме. Чтобы отопительная система не была похожа на бомбу и не текла по всем швам, существует расширительный бак, в который собирается вытесненная вода из системы.

Все просто, зная физические характеристики воды.

Рассчитанный объем теплоносителя в системе умножаем на 0,08. Например, для теплоносителя на 100 л, расширительный бачок будет объемом 8 л.

Как определить объем воды в системе отопления. Калькулятор расчета общего объёма системы отопления

Иногда у владельцев домов или квартир, в которых установлено автономное водяное отопление, возникает потребность точно определить общий объем системы. Чаще всего это связано с необходимостью проведения тех или иных профилактических и регламентных работ, в ходе которых придется полностью опорожнить систему, а затем – заполнить ее новым теплоносителем. При использовании обычной воды это, возможно, не столь актуально (хотя и ее желательно правильно подготовить к такой «миссии»), но когда приобретается специальный теплоноситель, который может стоить недешево, для планирования покупки без знания объема не обойтись.

Калькулятор расчета общего объёма системы отопления

Информация об объеме системы отопления бывает необходима и для других нужд. Так, например, это значение в обязательном порядке потребуется для правильного подбора расширительного бака. Некоторые расчеты, проводимые при модернизации системы и замене того или иного оборудования, также могут потребовать эту величину для подстановки в теплотехнические формулы. Одним словом, знать такой параметр – никогда не будет лишним. А определиться с ним поможет расположенный ниже калькулятор расчета общего объёма системы отопления.

Цены на расширительные баки

В ходе расчета могут возникнуть неясности – на этот случай ниже калькулятора размещены необходимые пояснения.

Калькулятор расчета общего объёма системы отопления

Пояснения по проведению расчетов

Итак, если нет никакой возможности промерить объем системы отопления экспериментальным путём (например, аккуратно заполняя ее из водопровода, с засечкой показаний счетчика расхода воды), то придётся провести математические вычисления. Сводятся они к тому, что проводится суммирование объемов всех установленных в системе приборов и трубных контуров. Часть значений – должна быть уже известна, остальные можно рассчитать, используя геометрические формулы объема.

• Объем теплообменника котла – это значение всегда есть в технической документации любой модели.
• Объём расширительного бака. Он тоже должен быть известен владельцам. То, что любой бак никогда не должен быть заполнен доверха, учтено в программе калькулятора.

Кстати, иногда требуется решить и несколько другую задачу – узнать объём системы без расширительной емкости, именно для правильного ее подбора. В этом случае на слайдере «объем расширительного бака» необходимо поставить значение «0», и полученное итоговое значение и станет исходным пунктом для выбора оптимальной модели.

Как проводится расчет расширительного бака?

Это – обязательный элемент системы отопления, который должен в полной мере соответствовать ее параметрам. Как провести расчет необходимого объема мембранного расширительного бака – читайте в публикации, посвящённой созданию системы отопления закрытого типа .

• Следующая позиция – это объем установленных приборов теплообмена. Для разборных батарей можно указать количество секций и их тип – объем наиболее распространенных радиаторов уже внесен в программу расчета. Если радиаторы или конвекторы неразборные, то указывается их емкость по паспорту и, соответсвенно, количество приборов.

Если в доме смонтированы теплые полы, то расчет будет произведен по суммарной длине контуров и типу использованных для этого труб. В базу данных программы заложены необходимые параметры для контуров из металлопластиковых труб и для неармированных РЕХ — из сшитого полиэтилена.

• Значительная часть общего объёма системы отопления всегда приходится на контуры – трубы подачи и «обратки». Характерно, что при монтаже нередко используются из различные типы, причем не только по внешнему диаметру, но и по материалу изготовления. А так как у разных типов могут существенно отличаться внутренние диаметры (из-за отличающейся толщины стенок при равенстве внешних диаметров), то это сказывается и на объемах.

В алгоритме расчета это учтено. Необходимо только заранее промерить длину участков каждого из типа труб, а потом указать их в соответствующих полях ввода данных калькулятора. Например, в системе использованы стальные трубы ВГП. Отмечаем в калькуляторе, что да, они имеются – и появляется группа слайдеров, в которых останется только ввести длину участков для каждого их существующих стандартных диаметров. Если какого-то диаметра в системе нет, то оставляется значение длины по умолчанию, то есть «0».

Точно так же организован ввод данных и подсчет объёма и для других типов – металлопластиковых и армированных полипропиленовых труб.

• В системе отопления могут быть смонтированы и другие приборы, вмещающие определенный объем теплоносителя – это коллекторы заводского изготовления, буферные емкости (теплоаккумуляторы), бойлеры, гидравлические разделители. Если подобное оборудование есть, то достаточно выбрать соответствующий пункт в калькуляторе, чтобы появилось дополнительное окно ввода паспортного значения объёма прибора (одного, или сразу нескольких – суммарно).

Итоговое значение калькулятор покажет в литрах.

Количество воды в системе отопления. 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.

• – 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.
• – 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.
• – 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

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.

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. Дляэтот 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.

Как увеличить объем воды в системе отопления. Коэффициент температурного расширения воды

С увеличением температуры коэффициент объемного теплового расширения воды изменяется неравномерно ( рис. 1 ): в диапазоне от 0 до 4 °С объем воды и вовсе уменьшается (эта особенность играет важную роль в природных водоемах), при дальнейшем нагреве значение коэффициента меняется так, как показано в табл. 1 .

Таблица 1

Вот, что это означает на практике. Примерный объем воды в системе отопления индивидуального дома тепловой мощностью 30 кВт составляет 450 л (в ориентировочных расчетах допускается принять 15 л/кВт). В табл. 2 приведены расчеты, показывающие, что при нагреве с 5 до 80 °C увеличение этого объема составит порядка 13 л.

Таблица 2

Температура воды, °C	Коэффициент объемного теплового расширения, К-1	Увеличение объема, л
5–10	0,53·10-4	0,119
11–20	1,50·10-4	0,675
21–40	3,02·10-4	2,718
41–60	4,58·10-4	4,122
61–80	5,87·10-4	5,283
		Итого: 12,917 (2,87 %)

Чтобы принять дополнительный объем жидкости, образующийся при ее нагревании, систему отопления оснащают расширительным баком (экспанзоматом). Раньше в этом качестве широко использовались открытые (с доступом атмосферного воздуха) резервуары, размещаемые в верхней точке системы – как правило, на чердаке дома. Такое решение, хотя применяется и сегодня, не соответствует современным требованиям к элементам отопительных систем, и предпочтение отдано мембранному расширительному баку: его можно устанавливать в любом месте дома (в том числе – непосредственно в котельной), в нем не происходит попадания кислорода в теплоноситель (т.е. исключается основной фактор коррозии оборудования), а рабочая жидкость не теряется из-за испарения.

Если в открытой системе отопления тепловое расширение воды приводит к увеличению ее объема с перемещением образующегося «излишка» в расширительный бак , то в замкнутом трубопроводе результатом окажется повышение давления.

Значение Δ p прямо пропорционально коэффициенту теплового расширения и обратно пропорциональна коэффициенту объемного сжатия воды (зависит от давления, в диапазоне 1–25 бар – 49,51∙10^-11Па, в гидравлических расчетах принимают равным 4,9 ∙10^-10Па):

Представленные в табл. 3 результаты расчетов показывают, каким значительным является увеличение давления при нагреве воды на 75 °C в замкнутом трубопроводе – в разы выше давления разрушения полнобиметаллического радиатора, не говоря уже о других элементах отопительной системы. Поправка на деформацию труб и оборудования уменьшит это значение, но не изменит ситуации кардинально.

Как определить объем теплоносителя в системе отопления. Как рассчитывать объем теплоносителя в системе отопления

Сталкиваясь с необходимостью монтажа или реконструкции отопления, многие из нас задаются вопросом, как рассчитать достаточное количество рабочей жидкости для эффективной работы отопления. В первую очередь нужно понимать, что общий показатель будет зависеть от суммарного значения объема всех элементов отопительной системы.

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.

Общие расчеты

Определять общую емкость отопления необходимо, чтобы мощности отопительного котла хватило для качественного обогрева всех помещений. Превышение показателей допустимого объема может привести к повышению износа отопительного прибора, а также значительному расходу электроэнергии.

Необходимое количество теплоносителя рассчитывается согласно следующей формуле:
Общий объем = V котла + V радиаторов + V труб + V расширительного бачка

Отопительный котел

Определиться с показателем емкости котла позволяет вычисление мощности нагревательного агрегата. Для этого достаточно взять за основу соотношение, при котором 1 кВт тепловой энергии достаточно для эффективного обогрева 10 м2 жилплощади. Данное соотношение является справедливым при наличии потолков, высота которых составляет не более 3-х метров.

Как только станет известен показатель мощности котла, достаточно отыскать подходящий агрегат в специализированном магазине. Объем оборудования каждый производитель указывает в паспортных данных.

Поэтому в случае выполнения правильного расчета мощности проблем с определением нужного объема не возникнет.

Трубы

Чтобы определить достаточный объем воды в трубах, необходимо вычислить поперечное сечение трубопровода согласно формуле – S = π × R2, где:

• S – поперечное сечение;
• π – постоянная константа, равная 3,14;
• R – внутренний радиус труб.

Рассчитав значение площади поперечного сечения труб достаточно умножить его на общую длину всего трубопровода в системе отопления.

Расширительный бак

Определить, какой емкостью должен обладать расширительный бак, можно, располагая данными о коэффициенте температурного расширения теплоносителя. У воды этот показатель составляет 0,034 при подогреве до 85 оС.

Выполняя расчет достаточно воспользоваться формулой: V-бака = (V сист × K) / D, где:

• V-бака – необходимый объем расширительного бачка;
• V-сист – общий объем жидкости в остальных элементах системы отопления;
• K – коэффициент расширения;
• D – эффективность расширительного бачка (указывается в технической документации).

Радиаторы

В настоящее время существует широкое разнообразие отдельных типов радиаторов для отопительных систем. Помимо функциональных различий все они имеют разную высоту.

Чтобы рассчитать объем рабочей жидкости в радиаторах, необходимо для начала подсчитать их количество. После чего умножить данную сумму на объем одной секции.

Узнать объем одного радиатора можно, воспользовавшись данными из технического паспорта изделия. При отсутствии такой информации можно сориентироваться согласно усредненным параметрам:

• чугунные – 1,5 л на секцию;
• биметаллические – 0,2-0,3 л на секцию;
• алюминиевые – 0,4 л на секцию.

Понять, как правильно рассчитать значение позволит следующий пример. Допустим, имеется 5 радиаторов, изготовленных из алюминия. Каждый обогревательный элемент содержит по 6 секций. Производим расчет: 5×6×0,4 = 12 л.

В итоге

Как видно, расчет емкости отопления сводится к вычислению суммарного значения четырех вышеуказанных элементов.

Определить необходимую емкость рабочей жидкости в системе с математической точностью удается не каждому. Поэтому, не желая выполнять расчет, некоторые пользователи действуют следующим образом. Для начала заполняют систему примерно на 90%, после чего проверяют работоспособность. Далее стравливают скопившийся воздух и продолжают заполнение.

В процессе эксплуатации отопительной системы происходит естественный спад уровня теплоносителя в результате конвекционных процессов. При этом происходит потеря мощности и производительности котла. Отсюда вытекает необходимость наличия резервной емкости с рабочей жидкостью, откуда можно будет отслеживать убыток теплоносителя и при необходимости производить его пополнение.

Источник: https://alyuminievye-batarei.aystroika.info/novosti/kak-rasschityvat-obem-teplonositelya-v-sisteme-otopleniya-raschet-obema-teplonositelya-v

Как узнать достаточно ли воды в системе отопления. Необходимость заполнения системы отопления водой

Безусловно, один из частых случаев, связанных с осушением системы отопления – это проведение каких-либо ремонтных работ. Вода сливается в случае замены и установки арматуры запорного типа, а также во время повреждений участков общего стояка.Совсем нелишним также будет сбросить систему отопления в теплое время года, особенно это касается радиаторов, изготовленных чугунов, что связано с одной неприятной особенностью такого оборудования: в процессе эксплуатации находящиеся внутри таких батарей прокладки, выполненные из устойчивой к высокой температуре резины, теряют свою эластичность.

В той ситуации, если радиатор является горячим, то секции прибора немного расширяются, что неизбежно влечет за собой сжатие таких прокладок. А при остывании в местах стыков может появиться течь, что особенно часто наблюдается в устаревшем оборудовании. Во многих случаях каким-либо образом заменить вышедшие из строя прокладки просто не представляется возможным, поэтому работники коммунальных служб и рекомендуют сливать воду из системы в теплое время года.

Однако подобное осушение системы может привести к неприятным последствиям, наиболее существенными из которых можно назвать следующие:

• в случае повторного включения оборудования появиться острая необходимость избавления от пробок воздуха, образовавшихся в системе. Большинство радиаторов оснащены специально предназначенными для этого кранами Маевского, которые располагаются в верхних точках приборов, однако возникают ситуации, когда хозяев нет на месте и, как следствие, развоздушить систему некому;
• появление воздуха внутри трубопровода также негативно скажется на структурной целостности оборудования, поскольку, как известно, кислород, вступая во взаимодействие с водой, в значительной мере ускоряет коррозию металлических деталей, что существенно снижает срок службы всей системы теплоснабжения в целом.

То, нужно ли выполнять залив воды в систему отопления частной постройки в летнее время, зависит от двух следующих критериев:

1. Во-первых, от материала, из которого изготовлены трубы и нагревательные приборы системы. К примеру, сталь, которая обладает низкими показателями стойкости к появлению на ней коррозии, не следует оставлять на долгое время без воды. Но если речь идет об алюминиевых или полимерных трубах, то в данном случае бояться нечего, поскольку таким изделиям появление ржавчины не грозит.
2. Во-вторых, сколько воды в системе отопления имеется. Если ее много, то сброс большого количества теплоносителя будет не совсем экономичным решением, поскольку впоследствии придется заливать новую воду, а частных постройках расход воды, как известно, измеряется по счетчику. Так или иначе, расход воды в системе отопления частного дома не нанесет чересчур серьезных убытков, но и при отсутствии желания переплачивать от слива можно отказаться.