Как сделать гидравлический расчет системы отопления

Расчет объема воды в системе отопления нужно для того, чтобы знать какой максимальный объем может быть у системы отопления при выбранной мощности котла. В противном случае это может привести к плохому прогреву помещения, неэффективной, неэкономичной работе. Что в свою очередь приведет к дополнительным финансовым расходам.

Тепловыделения от человека

Нагрузка Пример Мощность тепловыделения Вт.
Сидя Кино, театр, кафе 100
Сидячая работа Работа за компьютером, Контрольная в школе 120
Офисная работа Ресепшн, кассир, секретарь 130
Стоячая работа В лаборатории, продавец-консультант 130
Прогулка Хождение по корридорам 150
Умеренная нагрузка Официант, парикмахер 160
Работа на конвеере Механическое производство 220
Современные танцы Вечеринка, отдых в клубе 250
Быстрая ходьба Прогулка в горах 300
Тяжелая работа Атлетика, работа грузчика 430

Зимой более актуальными являются потери тепла, которые происходят через следующие источники: 

  • окна и двери;
  • стены;
  • пол;
  • крыша;
  • вентиляция.

Определение прикидочных теплопотерь по объему помещения, Вт/м3

Расчет водяного отопления: пример … Расчет водяного отопления: пример … Расчет водяного отопления: пример … Расчет водяного отопления: пример …

Постройки Количество наружных перегородок Назначение помещений
Старые окна Современные окна Ванная комната Котельная
Современные 1 30 25 50 23
2 37 35 60
3 50 40
Старые 1 40 33 65 30
2 48 45 80
3 65 52

Чтобы провести примерный, ориентировочный расчет теплопотерь здания, а также требуемое количество тепла, учитывают следующее:

  • дома, построенные по новым технологиям с использованием утеплителей требуют 60-70 Вт/м2 тепла;
  • для более старых зданий мощность системы отопления должна быть несколько выше — 100 Вт/м2.

Также расчет теплопотерь ориентировочно проводят не только по площади, но и объему (табл. 3.2), чтобы узнать требуемую мощность отопительных приборов.

Современные источники отопления дома

Электрические нагревательные приборы, к которым относятся тепловентиляторы, инфракрасные обогреватели, масляные радиаторы, тепловые пушки, «теплые полы» и другие, а также камины и печи чаще всего используют как вспомогательные источники отопления. Частный дом с системой воздушного отопления – чрезвычайная редкость.

Следует заметить, что есть общепринятые нормы удельной мощности котла в зависимости от климатических зон:

  • W  = 1,5 – 2,0 кВт – в Северных районах.
  • W  = 1,2 – 1,5 кВт – в Центральных районах;
  • W = 0,7 – 0,9 кВт – в Южных районах;

С помощью формулы W кот. = S*W / 10 можно рассчитать мощность котла.

Расчет системы отопления дома включает в себя расчет мощности, при проведении которого следует учитывать следующие параметры: (См. также: Расчет котла отопления)

  • S — общая площадь помещения, которое отапливается;
  • W  – мощность котла (удельная) на 10 м3, которая определяется с учетом климатических особенностей региона.
Современные источники отопления дома

Совет! С целью упрощения системы расчетов можно применить среднее значение удельной мощности котла (W), которое равно единице. Следовательно, нормативная мощность котла принимается из расчета 10 кВт на 100м2 помещения, которое отапливается. Например:

1)    S = 100 м2 – площадь помещения, которое отапливается;

2)    W = 1,2 кВт – удельная мощность Центральных районов.

W кот. = 100*1,2/10=12 кВт.

Рисунок 2: Проектирование системы отопления

Расчет теплопотерь дома

 Перед расчетом водяного теплого пола, нужно сначала рассчитать теплопотери дома. Теплопотери — это количество тепла, которое помещение теряет за единицу времени. Для снижения теплопотерь используются отопительные приборы, к примеру радиаторные обогреватели, отопительные трубы, а также теплый пол. Помимо этого, сократить теплопотери возможно при установке стеклопакетов и изоляции стен различными материалами, которые способны сохранить тепло внутри помещения.

Расчет теплопотерь — это важный параметр при проектировке жилого помещения. При этом необходимо учитывать:

  • площадь помещения;
  • площадь всех окон;
  • высоту потолка;
  • количество наружных стен;
  • температура с наружной стороны помещения;
  • тип окон;
  • теплоизоляцию стен;
  • тип помещения, находящегося выше.

В основном теплопотери зависят от разницы в температурах вне помещения и внутри него, а также в степени теплоизоляции окон, стен, перегородок. Для более точного расчета теплопотерь можно воспользоваться одним из множества онлайн-калькуляторов. Они довольно просты и понятны в использовании, достаточно ввести необходимые значения и расчет будет произведен автоматически. В таких калькуляторах возможно рассчитать теплопотери через окна, потолки, стены, пол. Это позволит получить детальную информацию, на основе которой следует рассчитывать мощность отопительного оборудования.

Читайте также:  20 лучших моделей радиаторов отопления для квартиры и частного дома

Принято считать, что теплый пол справится, если теплопотери не превышают 100 Вт на метр площади. Если данный показатель превышен, придется прибегать к установке дополнительного прибора отопления.

Расчет циркуляционного насоса

Подбор и расчет насоса заключается в том, чтобы выяснить потери давления теплоносителя, протекающего по всей сети трубопроводов. Результатом станет цифра, показывающая, какое давление следует развивать циркуляционному насосу, чтобы «продавить» воду по системе. Это давление вычисляют по формуле:

P = Rl + Z, где:

  • Р – потери давления в сети трубопроводов, Па;
  • R – удельное сопротивление трению, Па/м;
  • l – длина трубы на одном участке, м;
  • Z – потеря давления в местных сопротивлениях, Па.

Примечание. Двух – и однотрубная система отопления рассчитываются одинаково, по длине трубы во всех ветвях, а в первом случае — прямой и обратной магистрали.

Данный расчет достаточно громоздкий и сложный, в то время как значение Rl для каждого участка можно легко найти по тем же таблицам Шевелева. В примере синим кружочком отмечены значения 1000i на каждом участке, его надо только пересчитать по длине трубы. Возьмем первый участок из примера, его протяженность 5 м. Тогда сопротивление трению будет:

Rl = 26.6 / 1000 х 5 =  Бар.

Так же производим просчет всех участков попутной системы отопления, а потом результаты суммируем. Остается узнать значение Z, перепад давления в местных сопротивлениях. Для котла и радиаторов эти цифры указаны в паспорте на изделие. На все прочие сопротивления мы советуем взять 20% от общих потерь на трение Rl и все эти показатели просуммировать. Полученное значение умножаем на коэффициент запаса 1.3, это и будет необходимый напор насоса.

Следует знать, что производительность насоса – это не емкость системы отопления, а общий расход воды по всем ветвям и стоякам. Пример его расчета представлен в предыдущем разделе, только для подбора перекачивающего агрегата нужно тоже предусмотреть запас не менее 20%.

Дополнительное оборудование, повышающее эффективность воздушных отопительных систем

Для надежной работы данной отопительной системы, необходимо предусматривать установку резервного вентилятора или же монтировать не меньше двух агрегатов отопления на одно помещение.

При отказе основного вентилятора, допустимо снижение температуры в помещении ниже нормы, но не более чем на 5 градусов при условии подачи наружного воздуха.

Температура подающегося в помещения воздушного потока должна быть не менее чем на двадцать процентов ниже, нежели критическая температура самовоспламенения газов и аэрозолей, присутствующих в здании.

Для обогрева теплоносителя в воздушных системах отопления применяются калориферные установки различных видов конструкций.

С их помощью также могут комплектоваться отопительные агрегаты или вентиляционные приточные камеры.

Схема воздушного отопления дома. Нажмите для увеличения.

Дополнительное оборудование, повышающее эффективность воздушных отопительных систем

В таких калориферах нагрев воздушных масс осуществляется за счет энергии, отбираемой у теплоносителя (пара, воды или дымовых газов), а также они могут нагреваться электроэнергетическими установками.

Отопительные агрегаты могут использоваться для обогрева рециркуляционного воздуха.

Они состоят из вентилятора и калорифера, а также аппарата, который формирует и направляет потоки теплоносителя, подающегося в помещение.

Большие отопительные агрегаты используют для обогрева крупных производственных или промышленных помещений (например, в вагоносборочных цехах), в которых санитарно-гигиенические и технологические требования допускают возможность рециркуляции воздуха.

Также крупные отопительные воздушные системы используются в нерабочее время для дежурного отопления.

Выводы

  1. Если тела имеют различную температуру, то между ними возможен обмен тепловой энергией, т. е. теплообмен;
  2. Когда тела будут иметь равную температуру, теплообмен прекратится;
  3. Тело с высокой температурой, отдает тепловую энергию (теплоту) и остывает. Отданное количество теплоты Q имеет знак «минус»;
  4. А тело с низкой температурой получает тепловую энергию и нагревается. Полученное количество теплоты Q имеет знак «плюс»;
  5. Количество теплоты, отданное горячим телом равно количеству теплоты, полученному холодным телом. Это – закон сохранения тепловой энергии;
  6. Сохранение тепловой энергии можно записать в виде уравнения теплового баланса;
  7. В левой части уравнения складываем количества теплоты (всех тел, участвующих в теплообмене);
  8. В правой части уравнения записываем ноль, когда теплообмен с окружающей средой отсутствует.

Вынужденная инициатива

В панельном доме с центральным отоплением не приходится заморачиваться о таких вопросах, как заполнение системы теплоносителем, это епархия ЖКХ. Но забота об усадьбе либо даче – это огромная ответственность, которая всецело лежит на ваших плечах. Возможность сэкономить деньги и время заставляет хозяев своими руками обслуживать тепловые коммуникации, применяя время от времени нестандартные способы.

К примеру, отсутствие централизованной подачи воды вынуждает применять природные источники – скважины, колодцы, пруды.

Читайте также:  График отопительного сезона - начало и конец сезона

Дабы знать совершенно верно требуемое количество жидкости необходимо заблаговременно вычислить, какое ее количество войдет во все составные отопительной системы:

Вынужденная инициатива

Работаем с документацией

Ответ на вопрос, сколько же воды вытекает из трубы «А», вернее, должно в том направлении поступить, в большинстве случаев кроется в техническом паспорте котла и радиатора. С трубами мало сложнее, но не смертельно – зная их внутренний диаметр, на нашем сайте возможно отыскать подробную таблицу о количестве воды в литрах/кубометрах на погонный метр. То же самое возможно сообщить о данных по объему топливного котла либо батарей.

Зная наполняемость каждого метра трубы, определить совокупный «трубный» количество теплоносителя элементарно – табличную цифру умножить на количество метров. Для этого необязательно ползать с рулеткой по всему дому, а воспользоваться линейкой и проектным планом.

Обратите внимание! В сети таблица объема воды в радиаторе отопления выглядит кроме того эргономичнее. В ней может сравниваться вместительность радиаторов из различных материалов, что даст вам возможность выбрать подходящий вариант.

Из представленной таблицы видно, что количество воды в секции биметаллического радиатора и алюминиевого одинаковый. Так что материал не имеет значение, основное габариты отопительного прибора.

Вынужденная инициатива

Непостоянное проживание в доме обязывает хозяев применять антифриз. Потому, что это наслаждение не из недорогих (цена за 10 л отечественного пропиленгликоля «Разработка уюта» достигает тысячи рублей), нужно совершенно верно знать количество незамерзайки. Выяснив конечный минусовой порог для системы отопления, вещества смешиваются в определенной пропорции.

Усредненная шпаргалка

Средние данные, определяющие количество воды в металлических радиаторах отопления панельного типа, таковы:

  • модели Demrad, Thermogross 11 типа на каждые 10 см длины приходится по 0,25 л теплоносителя,
  • в подобных моделях 22 типа данный показатель возрастает до 0,5 л на туже длину.

Любая секция ветхого хорошего «чугуна» различных моделей имеет следующую вместительность:

  • МС 140 – 1,11–1,45 л (от 5,7 до 7,1 кг),
  • ЧМ 1 – 0,66–0,9 л с,
  • ЧМ 2 – 0,7–0,95 л,
  • ЧМ 3 – 0,155–0,246 л,
  • не Модерн – 0,12–0,15 л (3,5 кг).

Обратите внимание! Видно, как классическая МС 140 отличается от китайского Konner весом, на который направляться обратить внимание, в случае если у вас напольные модели.

Вынужденная инициатива

В случае если ваша батарея – это заковыристая авторская штучка определить ее количество сложно, но вероятно. К примеру, количество воды в металлическом радиаторе трубчатого вида вычисляется гениально легко –заглушкой закрывается одно отверстие, а через второе заливается вода до верха.

Обратите внимание! Количество залитой жидкости отмечайте сходу либо позже, в то время, когда выльете содержимое в ведро/ванну. Данный метод вычисления применим к радиатору любой сложности без наличия документов.

Тепловые нагрузки объекта

Расчет тепловых нагрузок производится в следующей последовательности.

  • 1. Общий объем зданий по наружному обмеру: V=40000 м3.
  • 2. Расчетная внутренняя температура отапливаемых зданий составляет: tвр = +18 С — для административных зданий.
  • 3. Расчетный расход тепла на отопление зданий:

4. Расход тепла на отопление при любой температуре наружного воздуха определяется по формуле:

где: tвр — температура внутреннего воздуха, С; tн — температура наружного воздуха, С; tн0 — самая холодная температура наружного воздуха за отопительный период, С.

  • 5. При температуре наружного воздуха tн = 0С, получим:
  • 6. При температуре наружного воздуха tн= tнв = -2С, получим:
  • 7. При средней температуре наружного воздуха за отопительный период (при tн = tнср.о = +3,2С) получим:
  • 8. При температуре наружного воздуха tн = +8С получим:
  • 9. При температуре наружного воздуха tн = -17С, получим:

10. Расчетный расход тепла на вентиляцию:

где: qв — удельный расход тепла на вентиляцию, Вт/(м3·К), принимаем qв = 0,21- для административных зданий.

11. При любой температуре наружного воздуха расход тепла на вентиляцию определяется по формуле:

  • 12. При средней температуре наружного воздуха за отопительный период (при tн = tнср.о = +3,2С) получим:
  • 13. При температуре наружного воздуха = = 0С, получим:
  • 14. При температуре наружного воздуха = = +8С, получим:
  • 15. При температуре наружного воздуха ==-14С, получим:
  • 16. При температуре наружного воздуха tн = -17С, получим:

17. Среднечасовой расход тепла на горячее водоснабжение, кВт:

где: m — число персонала, чел.; q — расход горячей воды на одного персонала в сутки, л/сут (q = 120 л/сут.); с — теплоемкость воды, кДж/кг (с = 4,19 кДж/кг); tг — температура воды горячего водоснабжения, С (tг = 60С); ti — температура холодной водопроводной воды в зимний tхз и летний tхл периоды, С (tхз = 5С, tхл = 15С);

— среднечасовой расход тепла на горячее водоснабжение зимой, составит:

Читайте также:  Счетчик учета тепловой энергии — правила установки и виды

— среднечасовой расход тепла на горячее водоснабжение летом:

  • 18. Полученные результаты сведем в таблицу 2.2.
  • 19. По полученным данным строим суммарный часовой график расхода тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение объекта:

; ; ; ;

20. На основании полученного суммарного часового графика расхода тепла строим годовой график по продолжительности тепловой нагрузки.

Таблица 2.2 Зависимость расхода тепла от температуры наружного воздуха

Расход теплоты

tнм= -17С

tно= -14С

tнв=-2С

tн= 0С

tср.о=+3,2С

tнк= +8С

, МВт

0,91

0,832

0,52

0,468

0,385

0,26

, МВт

0,294

0,269

0,168

0,151

0,124

0,084

, МВт

0,21

0,21

0,21

0,21

0,21

0,21

, МВт

1,414

1,311

0,898

0,829

0,719

0,554

1,094

1,000

0,625

0,563

0,463

0,313

Годовой расход теплоты

Для определения расхода теплоты и его распределения по сезонам (зима, лето), режимов работы оборудования и графиков его ремонта необходимо знать годовой расход топлива.

1. Годовой расход теплоты на отопление и вентиляцию рассчитывается по формуле:

где: — средний суммарный расход теплоты на отопление за отопительный период; — средний суммарный расход теплоты на вентиляцию за отопительный период, МВт; — продолжительность отопительного периода.

2. Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение:

где: — средний суммарный расход теплоты на горячее водоснабжение, Вт; — длительность работы системы горячего водоснабжения и продолжительность отопительного периода, ч (обычно ч); — коэффициент снижения часового расхода горячей воды на горячее водоснабжение в летний период; — соответственно температуры горячей воды и холодной водопроводной воды зимой и летом, С.

3. Годовой расход теплоты на тепловые нагрузки отопления, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологическую нагрузку предприятий по формуле:

где: — годовой расход теплоты на отопление, МВт; — годовой расход теплоты на вентиляцию, МВт; — годовой расход теплоты на горячее водоснабжение, МВт; — годовой расход теплоты на технологические нужды, МВт.

МВтч/год.

Водяное отопление теплицы своими руками

Самым выгодным обогревом парников является водяное отопление. Сделать самостоятельно данный обогрев парника, а точнее сам электрический водяной нагреватель, можно поэтапно:

  • Отрезаем верх старого огнетушителя;
  • Внутри на дне монтируем ТЭН с необходимой мощностью 1 кВт. Как вариант им может быть тэн из самовара;
  • Необходимо сделать съемную крышку, для дальнейшего залива воды;
  • К корпусу агрегата прикрепляем 2 трубки, которые связаны непосредственно с радиатором. При работе с трубами нужно обязательно использовать прокладки, что бы ни было утечки. Если желаете, чтобы агрегат работал автоматически, нужно привлечь реле переменного тока и напряжение 220 В.

При проведении работ по монтажу отопительной системы парника главным является соблюдение правил и норм инструкций и техники безопасности.

Еще по этой теме на нашем сайте:

  1. Правильный расчет отопления в многоквартирном доме и в квартире Хотя обычные люди считают, что им незачем знать, по какой именно схеме обустроено отопление многоквартирного дома, ситуации в жизни действительно могут быть различными. К примеру,…
  • Двухтрубная система отопления — схема, расчет и монтаж системы
      Ну, что сказать, водяная отопительная система была всегда очень сильно распространена в различных регионах для отопления строений — причиной тому являются её доступность и простота в плане…
    1. Схема отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией — система отопления самотеком
        Самотечная система отопления двухэтажного дома является единственным выходом в условиях, когда отсутствуют газ и электричество. Естественно, подобных проблем в современном мире просто не существует. Однако…
      1. Проект отопления двухэтажного частного дома
          Перед тем, как приступить к строительству частного дома, нужно определиться с системой отопления. Детально проработанный проект отопления двухэтажного дома обеспечит хорошее распределение тепла по всему…
  • Арифметика с высотой потолков

    В частном доме потолки в высоту могут достигать выше стандартных значений (250 – 270 см). Если разница получается только в 10 см, то можно не обращать внимания на это. А если высота превосходит отметку в 290 см, необходим перерасчёт. Здесь помогает деление фактической высоты на стандартную (250 см). Этот результат умножается на число кВт.

    Пример вычисления. Условие: высота потолков – 320 см. Идёт перерасчёт мощи котла с учётом этого условия. Выполняется деление: 320 : 250 = 1,28. Это значение умножается на 17 кВт. Получается 21,76 Квт. Допустимо округление – 22 кВт. Такой параметр необходим для качественного отопления.