Пример расчета объема системы отопления. Гидравлический расчёт водоснабжения

Пример расчета объема системы отопления. Гидравлический расчёт водоснабжения

Безусловно, «картина» расчета тепла на отопление не может быть полноценной без вычисления таких характеристик, как объём и скорость теплоносителя. В большинстве случаев теплоносителем выступает обычная вода в жидком или газообразном агрегатном состоянии.

Реальный объём теплоносителя рекомендуется рассчитывать через суммирование всех полостей в системе отопления. При использовании одноконтурного котла — это оптимальный вариант. При применении двухконтурных котлов в системе отопления необходимо учитывать расходы горячей воды для гигиенических и иных бытовых целей

Расчет объема воды, подогреваемой двухконтурным котлом для обеспечения жильцов горячей водой и нагрева теплоносителя, производится путем суммирования внутреннего объема отопительного контура и реальных потребностей пользователей в нагретой воде.

Объём горячей воды в отопительной системе рассчитывается по формуле:

W=k*P , где

• W — объём носителя тепла;
• P — мощность котла отопления;
• k — коэффициент мощности (количество литров на единицу мощности, равен 13.5, диапазон — 10-15 л).

В итоге конечная формула выглядит так:

W = 13.5*P

Скорость теплоносителя — заключительная динамическая оценка системы отопления, которая характеризует скорость циркуляции жидкости в системе.

Эта величина помогает оценить тип и диаметр трубопровода:

V=(0.86*P*μ)/∆T , где

• P — мощность котла;
• μ — КПД котла;
• ∆T — разница температур между подаваемой водой и водой обратном контуре.

Используя вышеизложенные способы гидравлического расчёта , удастся получить реальные параметры, которые являются «фундаментом» будущей системы отопления.

Расчет объема теплоносителя теплого пола. Расчет водяного теплого пола

Допустим, стены дома для непостоянного проживания, толщиной 20 см, выполнены из газобетонных блоков. Суммарная площадь ограждающих стен с вычетом оконных и дверных проемов 60 м². Наружная температура -25°С, внутренняя +20°С, конструкция ориентирована на юго-восток.
Учитывая, что коэффициент теплопроводности блоков λ = 0,3 Вт/(м°*С), можно вычислить теплопотери через стены: R=0,2/0,3= 0,67 м²°С/Вт.
Наблюдаются потери тепла и через слой штукатурки. Если ее толщина 20 мм, то Rшт. = 0,02/0,3 = 0,07 м²°С/Вт. Сумма этих двух показателей даст значение потерь тепла через стены: 0,67+0,07 = 0,74 м²°С/Вт.
Имея все исходные данные, подставляют их в формулу и получают теплопотери комнаты с такими стенами: Q = 1/0,74*(20 — (-25)) *60*(1+0,05) = 3831,08 Вт.
Таким же образом вычисляют потери тепла через остальные ограждающие конструкции: окна, дверные проемы, кровлю.

Обратите внимание! Тепла отдаваемого контурами отопления может быть недостаточно для нагрева воздуха внутри дома до нужной величины, если их мощность занижена. При избыточной мощности будет иметь место перерасход теплоносителя

Для определения теплопотерь через потолок принимают его термическое сопротивление равным значению для планируемого или имеющегося вида утеплителя: R = 0,18/0,041 = 4,39 м²°С / Вт.
Площадь потолка идентична площади пола и равна 70 м². Подставив эти значения в формулу, получают потери тепла через верхнюю ограждающую конструкцию: Q пот. = 1/4,39*(20 — (-25))* 70* (1+0,05) = 753,42 Вт.
Чтобы определить потери тепла через поверхность окон, нужно подсчитать их площадь. При наличии 4-х окон шириной 1,5 м и высотой 1,4 м их общая площадь составит: 4*1,5*1,4 = 8,4 м².
Если производитель указывает отдельно тепловое сопротивление для стеклопакета и профиля — 0,5 и 0,56 м²°С/Вт соответственно, то Rокон = 0,5*90+0,56*10)/100 = 0,56 м²°С/Вт. Здесь 90 и 10 — доля, приходящаяся на каждый элемент окна.
Исходя из полученных данных, продолжают дальнейшие вычисления: Qокон = 1/0,56*(20 — (-25))*8,4*(1+0,05) = 708,75 Вт.
Наружная дверь имеет площадь 0,95*2,04 = 1,938 м². Тогда Rдв. = 0,06/0,14 = 0,43 м²°С/Вт. Q дв. = 1/0,43*(20 — (-25))* 1,938*(1+0,05) = 212,95 Вт.

Объем системы отопления по нагрузке. Расчет объема системы отопления, включая радиаторы

Содержание:1.2.3.Домовладельцы обычно интересуются методами, как рассчитать объем системы отопления при ее ремонте или реконструкции. Проще всего сделать расчет объема системы отопления можно при помощи расчетов с использованием формул и таблиц, которыми в своей работе пользуются специалисты в области теплотехники.

Согласно этой информации, объем:

• одного погонного метра трубы, имеющей диаметр 15/32 миллиметра, составляет 0,177/0,8 литра;
• объем батареи отопления из алюминия (точнее одной секции) - 0,45 литра жидкого теплоносителя (прочитайте также: " Как рассчитать объем воды в радиаторе отопления – основы и правила расчета ");
• одна секция старого/нового чугунного радиатора содержит 1/1,75 литра.

делаем расчет объема системы отопления по формуле

перед тем, как приступить к монтажу циркуляционного насоса или расширительного бачка, непременно следует сделать расчет объема системы отопления и, конечно,. чтобы получить правильный результат, необходимо суммировать объемы всех элементов отопительной конструкции, а именно котла, радиаторов и трубопроводов. Формула, позволяющая выполнить расчет емкости системы отопления и ее элементов, выглядит так: V = (VS х Е): d, гдеV - означает объем расширительного бачка;VS - объем системы отопления расчет для которой делается с учетом котла, трубопровода, батарей и теплообменника;Е - коэффициент расширения горячего теплоносителя;d – показатель эффективности емкости, которую планируется установить в отопительную конструкцию.

как посчитать коэффициент расширения

когда производится расчет объема системы отопления, следует обратить внимание на коэффициент расширения используемой в качестве теплоносителя жидкости. данный параметр может характеризоваться двумя значениями, зависящими от типа устанавливаемого отопительного оборудования.в том случае, когда в отопительной системе в качестве теплоносителя будет задействована вода, тогда коэффициента расширения равен 4%, а, если этиленгликоль - 4,4%.

Существуют другие, не такие точные способы как посчитать объем системы отопления. Например, можно использовать показатель мощности теплоагрегата: предполагается, что 1 кВт соответствует 15 литрам теплоносителя. Таким, образом, чтобы узнать приблизительную емкость всех элементов отопительной конструкции, необходимо знать мощность системы теплоснабжения.

Часто знать точнейший объем радиатора отопления, котла, трубопровода не требуется.В качестве примера будет рассмотрен конкретный случай. Суммарная мощность всей отопительной конструкции составляет 60 кВт, тогда ее общий объем рассчитывается следующим образом: VS = 60х15 = 900 литров.

Непременно нужно учитывать, что установка современных элементов системы теплоснабжения, таких как батареи, трубы, котел, в некоторой мере способствуют снижению ее общего объема. Подробная информация относительно того, какова емкость радиатора отопления или других составляющих отопительной конструкции содержится в технической документации, прилагаемой производителями к своим изделиям.

полезно знать о емкости системы отопления

когда владелец дома или квартиры завершил расчеты и теперь знает объем системы обогрева своего жилья, ему необходимо обеспечить правильную закачку жидкости в закрытую отопительную конструкцию. На сегодняшний день имеется два варианта решения данной проблемы:

1. Использование насоса . Можно задействовать насосное оборудование, используемое при поливе приусадебного участка. При этом надо обращать внимание на показатели манометра (см. фото этого прибора) и открыть воздухоотводные элементы системы теплоснабжения.

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.

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

расширительный бак

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

Калькулятор расчета общего объёма системы отопления 

Пояснения по проведению расчетов

Мнение эксперта:

Афанасьев Е.В.

Главный редактор проекта Stroyday.ru. Инженер.

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.