Как посчитать объем системы отопления. Расчет объема системы отопления, включая радиаторы. Полезно знать о емкости системы отопления

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.

Какого объема следует приобрести или изготовить бак?

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.

О количестве перекаченной жидкости поговорим подробней

Расход воды в системе отопления считается по формуле:

G = Q / (c * (t2 — t1)), где:

• G – расход воды в системе отопления, кг/сек;
• Q – количество тепла, компенсирующее теплопотери, Вт;
• с – удельная теплоемкость воды, эта величина известна и равна 4200 Дж/кг*ᵒС (учтите, что любые другие теплоносители имеют худшие показатели по сравнению с водой);
• t2 – температура теплоносителя поступающего в систему, ᵒС;
• t1 – температура теплоносителя на выходе из системы, ᵒС;

Рекомендация! Для комфортного проживания дельта температуры носителя тепла на входе должна составлять 7-15 градусов. Температура пола в системе «теплый пол» не должна быть более 29ᵒ
С. Поэтому придется для себя уяснить, какой вид отопления будет монтироваться в доме: будут ли стоять батареи, «теплый пол» или комбинация из нескольких видов.
Результат этой формулы даст расход теплоносителя за секунду времени для восполнения теплопотерь, далее этот показатель переводится в часы.

Совет! Скорее всего, температура в процессе эксплуатации в зависимости от обстоятельств и сезона будет разниться, поэтому лучше сразу к этому показателю добавить 30% запаса.

Рассмотрим показатель расчетное количество тепла, необходимое для компенсации тепловых потерь.

Пожалуй, это самый сложный и важный критерий, требующий инженерных знаний, к которому надо подойти ответственно.

Если это частный дом, то показатель может варьироваться от 10-15 Вт/м² (такие показатели характерны для «пассивных домов») до 200 Вт/м² и более (если это тонкая стена с отсутствующим или недостаточным утеплением).

На практике строительные и торговые организации за основу принимают показатель теплопотерь — 100 Вт/м².

Рекомендация: просчитайте этот показатель для конкретного дома, в котором будет устанавливаться или реконструироваться система отопления. Для этого используются калькуляторы теплопотерь, при этом отдельно считаются потери для стен, крыш, окон, пола. Эти данные дадут возможность узнать, сколько физически отдается тепла домом в окружающую среду в конкретном регионе со своими климатическими режимами.

Рассчитанную цифру потерь умножаем на площадь дома и затем подставляем в формулу расхода воды.

Теперь следует разобраться с таким вопросом, как расход воды в системе отопления многоквартирного дома.

Водный объем носителя тепла в трубе и радиаторе как осуществляется расчет

Водный объем или носителя тепла в самых разнообразных трубопроводах, например как полимерный этилен малого давления (ПНД труба) трубы из полипропилена, трубы из металлопластика, трубы профильные, важно знать при выборе какого то оборудования, в особенности расширительного бачка. Например в металлопластиковой трубе диаметр 16 в метре трубы 0,115 гр

носителя тепла

Например в металлопластиковой трубе диаметр 16 в метре трубы 0,115 гр. носителя тепла.

Вы знали? Быстрее всего нет. Да и вам собственно для чего это знать, пока вы не встретились с выбором, например расширительного бачка. Знать объем носителя тепла в системе обогрева нужно не только для выбора расширительного бачка, но и для приобретения антифриза. Антифриз реализуется в неразбавленном до -65 градусов и разбавленном до -30 градусов виде. Узнав объем носителя тепла в системе обогрева вы сумеете приобрести ровное кол-во антифриза. Например, неразбавленный антифриз нужно разбавлять 50*50 (вода*антифриз), а это означает при объемах носителя тепла равном 50 литров, вам потребуется приобрести всего 25 литров антифриза.

Рекомендуем для вас форма расчета объёма воды (носителя тепла) в водопроводе и отопительных радиаторах. Введите длину трубы конкретного диаметра и мгновенно узнаете сколько в этом участке носителя тепла.

Водный объем в трубах разных диаметров: выполнение расчета

Как только вы рассчитали объем носителя тепла в водомерном узле, однако для создания полной картины, а конкретно чтобы узнать весь объем носителя тепла в системе, еще вам потребуется высчитать объем носителя тепла в отопительных радиаторах.

Объемного расчет воды в трубах

Объемного расчет воды в отопительного радиатора

Водный объем в определенных металлических батареях

Уж сейчас то вам точно не будет трудно подсчитать объем носителя тепла в системе обогрева.

Объемного расчет носителя тепла в отопительных радиаторах

Для того чтобы подсчитать весь объем носителя тепла в системе обогрева нам нужно еще добавить водный объем в котле. Его узнать можно в паспорте котла либо же взять приблизительные цифры:

котел напольный — 40 литров воды;

навесной котел — 3 литра воды.

Краткое руководство по применению калькулятора «Объемного расчет воды в самых разнообразных трубопроводах»:

1. в первом перечне подберите материал трубы и его диаметр (это может быть пластик, полипропилен, металопластик, сталь и диаметры от 15 — …)
2. в другом перечне пишем метраж подобранной трубы из первого перечня.
3. Жмем «Высчитать».

«Высчитать кол-во воды в отопительных радиаторах»

1. в первом перечне выбираем меж осевое расстояние и из каких материалов отопительный прибор.
2. вводим численность секций.
3. Жмем «Высчитать».

Отопление ‘target=»_blank»>’)

Расчет объема теплоносителя в трубах и котле

Компоненты отопительной системы
Отправной точкой для вычисления технических характеристик компонентов является расчет объем воды в системе отопления. Фактически она является суммой вместимости всех элементов, начиная от теплообменника котла и заканчивая батареями.

Как рассчитать объем системы отопления самостоятельно, без привлечения специалистов или использования специальных программ? Для этого понадобиться схема расположения компонентов и их габаритные характеристики. Общая вместимость системы будет определяться именно этими параметрами.

Объём воды в трубопроводе

Значительная часть воды располагается в трубопроводах. Они занимают большую часть в схеме теплоснабжения. Как рассчитать объем теплоносителя в системе отопления, и какие характеристики труб нужно знать для этого? Важнейшей из них является диаметр магистрали. Именно он определит вместимость воды в трубах. Для вычисления достаточно взять данные из таблицы.

В отопительной системе могут быть использованы трубы различных диаметров. В особенности это касается коллекторных схем. Поэтому объем воды в системе отопления вычисляется по следующей формуле:

Vобщ=Vтр1*Lтр1+ Vтр2*Lтр2+ Vтр2*Lтр2…

Где Vобщ – общая вместимость воды в трубопроводах, л, Vтр – объем теплоносителя в 1 м.п. трубы определенного диаметра, Lтр – общая протяженность магистрали с заданным сечением.

В сумме эти данные позволят рассчитать большую часть объема системы отопления. Но помимо труб есть и другие компоненты теплоснабжения.

У пластиковых труб диаметр вычисляется по размерам внешних стенок, а у металлических – по внутренним. Это может существенно для тепловых систем с большой протяженностью.

Расчет объема котла отопления

Теплообменник котла отопления
Корректный объем котла отопления можно узнать только из данных технического паспорта. Каждая модель этого отопительного прибора имеет свои уникальные характеристики, которые зачастую не повторяются.

Напольный котел может иметь большие габариты. В особенности это касается твердотопливных моделей. По факту теплоноситель занимает не весь объем котла отопления, а лишь небольшую его часть. Вся жидкость располагается в теплообменнике – конструкции, необходимой для передачи тепловой энергии от зоны сгорания топлива воде.

Если инструкция от отопительного оборудования была утеряна – для просчетов может быть взята ориентировочная вместимость теплообменника. Она зависит от мощности и модели котла:

• Напольные модели могут вмещать от 10 до 25 литров воды. В среднем твердотопливный котел мощностью 24 кВт содержит в теплообменнике около 20 л. теплоносителя;
• Настенные газовые менее вместительны – от 3 до 7 л.

Учитывая параметры для расчета объема теплоносителя в системе отопления вместимостью теплообменника котла можно пренебречь. Этот показатель варьируется от 1% до 3% от общего объема теплоснабжения частного дома.

Без периодической очистки отопления уменьшается сечение труб и проходной диаметр батарей. Это сказывается на фактической вместимости отопительной системы.

Расход теплоносителя в системе отопления

Расход в системе теплоносителя подразумевает массовое количество теплоносителя (кг/с), предназначаемое для подачи нужного количества тепла в обогреваемое помещение. Расчет теплоносителя в отопительной системе определяется как частное от деления расчетной тепловой потребности (Вт) помещения (помещений) на теплоотдачу 1 кг теплоносителя для обогрева (Дж/кг).

Некоторые советы по наполнению системы отопления теплоносителем на видео:

Расход теплоносителя в системе в продолжение отопительного сезона в вертикальных системах центрального отопления изменяется, поскольку они регулируются (особенно это касается гравитационной циркуляции теплоносителя — детальнее: «Расчет гравитационной системы отопления частного дома — схема «). На практике в расчетах обычно расход теплоносителя измеряют в кг/ч.

Технические аспекты алюминиевых батарей

Для обустройства автономной системы отопления необходимо не только выполнить монтажные работы в соответствии с действующими нормативами, но и правильно выбрать алюминиевые радиаторы. Это возможно сделать только после тщательного изучения и анализа их свойств, конструктивных особенностей, технических характеристик.

Классификация и конструктивные особенности

Производители современного отопительного оборудования изготавливают секции алюминиевых радиаторов не из чистого алюминия, а из его сплава с кремниевыми добавками. Это позволяет изделиям придать устойчивость к коррозии, большую прочность и продлить срок их службы.

Сегодня торговая сеть предлагает широкий ассортимент алюминиевых радиаторов, отличающихся по своему внешнему виду, которые представленными такими изделиями как:

• панельные;
• трубчатые.

По конструктивному решению отдельно взятой секции, которые бывают:

• Цельными или литыми.
• Экструзионными или составленными из трех отдельных элементов, внутренне закрепленных между собой болтами с поролоновыми или силиконовыми прокладками.

Также различают батареи и по габаритам.

Стандартных размеров с шириной в пределах 40 см и высотой, равной 58 см.

Низкие, высотой до 15 см, что дает возможность устанавливать их на очень ограниченных пространствах. В последнее время производители выпускают алюминиевые радиаторы этой серии «плинтусного» исполнения с высотой от 2 до 4см.

Высокие или вертикальные. При небольшой ширине, такие радиаторы в высоту могут доходить до двух или трех метров. Такое рабочее расположение по высоте, помогает достаточно эффективно обогреть большие объемы воздуха в помещении. Кроме этого, такое оригинальное исполнение радиаторов выполняет дополнительно и декоративную функцию.

Срок службы современных алюминиевых радиаторов определяется качеством исходного материала и не зависит от количества составляющих его элементов, их размеров и внутреннего объема . Производитель гарантирует их стабильную работу при правильной эксплуатации до 20 лет.

Основные рабочие характеристики

Сравнительные характеристики

Технические характеристики и конструктивные решения алюминиевых радиаторов разрабатываются для обеспечения ими удобного и надежного нагрева помещений. Основными составляющими, характеризующими их технические свойства и эксплуатационные возможности являются такие факторы.

Рабочее давление. Современные алюминиевые радиаторы рассчитаны на показатели давления от 6 до 25 атмосфер. Для гарантии этих показателей в заводских условиях каждая батарея тестируется при давлении в 30 атмосфер. Этот факт дает возможность устанавливать это теплотехническое оборудование в любую систему отопления, где исключается возможность образования гидроударов.

Мощность. Этот показатель характеризует термодинамический процесс передачи тепла с поверхности батареи отопления в окружающую среду. Он указывает, какое количество тепла в ваттах может произвести прибор в единицу времени.

Кстати, происходит способом конвекции и теплового излучения в соотношении 50 на 50. Числовое значение параметра теплоотдачи каждой секции указывается в паспорте прибора.

При расчете необходимого для установки количества батарей, их мощность играет первостепенную роль. Максимальная теплоотдача одной секции отопительного алюминиевого радиатора довольно велика и доходит до 230 Ватт. Такой внушительный показатель объясняется высокой способностью алюминия к теплопередаче.

Это значит, что для его нагрева нужно затратить меньше энергии, чем для чугунного аналога.

Температурный диапазон нагрева теплоносителя в алюминиевых батареях превышает 100 градусов.

В качестве справки, стандартная секция алюминиевого радиатора высотой 350–1000 мм, глубиной 110–140 мм, с толщиной стенок от 2 до 3 мм, имеет объем теплоносителя 0,35– 0,5 литра, и способна нагреть площадь в 0,4–0,6 квадратного метра.

Антифризы параметры и виды теплоносителей

Основой для производства антифриза служит этиленгликоль или пропиленгликоль. В чистом виде эти вещества представляют собой весьма агрессивные среды, но дополнительные присадки делают антифриз пригодным для использования в системах отопления. От введенных присадок зависит степень антикоррозийности, срок работы и, соответственно, конечная стоимость.

Главной же задачей присадок является защита от коррозии. Имея низкую теплопроводность, слой ржавчины становится изолятором тепла. Ее частицы способствуют засорению каналов, выводят из строя циркуляционные насосы, приводят к протечкам и повреждениям в отопительной системе.

Более того, сужение внутреннего диаметра трубопровода влечет за собой гидродинамическое сопротивление, из-за чего скорость теплоносителя снижается, увеличиваются энергозатраты.

Антифриз имеет широкий диапазон температур (от -70°С до +110°С), но, изменяя пропорции воды и концентрата, можно получить жидкость с другой температурой замерзания. Это позволяет использовать прерывистый режим отопления и включать обогрев помещений только при необходимости. Как правило, антифриз предлагается двух типов: с температурой замерзания не больше -30°С и не больше -65°С.

В промышленных системах охлаждения и кондиционирования, а также в технических системах с отсутствием особых экологических требований используется антифриз на основе этиленгликоля с антикоррозийными присадками. Связано это с токсичностью растворов. Для их применения требуются расширительные баки закрытого типа, не допускается использование в двухконтурных котлах.

Иные возможности применения получил раствор на основе пропиленгликоля. Это экологически чистый и безопасный состав, который применяют в пищевой, парфюмерной промышленности и жилых зданиях. Везде, где требуется не допустить возможности попадания в почву и грунтовые воды токсичных веществ.

Следующий тип — триэтиленгликолевый, который применяют при высоких температурных режимах (до 180°С), но его параметры не дали широкого применения.

Вычисление объема теплоносителя

Зачем нужно рассчитывать оптимальное количество теплоносителя

Неправильный объем теплоносителя негативно влияет на многие элементы оборудования. Если его мало, то энергия, переходящая в тепло, будет передаваться не жидкости, а корпусам нагревательных элементов. Перегрев может надолго вывести оборудование из строя, а то и вовсе привести его к полной потере.

Также при недостатке теплоносителя его место занимает воздух. В отопительных системах важно исключить наличие воздуха в контуре, поскольку он мало того, что снижает концентрацию самого теплоносителя и, соответственно, снижает КПД системы, но и приводит к окислению материалов, что ведет к коррозии и последующим поломкам.

В свою очередь, если теплоносителя будет слишком много, то при нагреве будет превышено давление. В лучшем случае это приведет к срыванию клапанов, прорывам в системе, многочисленным протечкам и даже взрывам.

Этих фактов достаточно, чтобы понять важность правильного расчета теплоносителя, ведь это избавит вас от множества проблем в виде простоя, финансовых и временных затрат, ремонта и замены оборудования, а также прозябания на холоде.

Формула расчет объема теплоносителя

Поскольку наличие воздуха в контуре отопительного оборудования снижает теплопроводимость и негативно влияет на работоспособность, необходимо правильно рассчитывать количество теплоносителя. Для этого нужно суммировать внутренний объем всех элементов системы, предназначенных для его содержания.

Как правило, отопительная система состоит из следующих частей:

• Расширительный бак
• Котел отопления
• Соединительные трубы
• Радиаторы

В некоторых случаях также используются резервные баки с теплоносителем для компенсации испарения жидкости, но они не используются при расчете объема системы.

Формула расчета объема отопительной системы

V системы = V расширительного бака + V котла + V всех труб + V всех радиаторов

В случае покупки сертифицированного оборудования, объемы всех элементов должны быть указаны в технической документации, но длина и, соответственно, объем труб всегда зависит от конкретного помещения и системы, потому их придется считать вручную. Для этого необходимо поперечное сечение (S) трубы умножить на ее длину (L). Само же поперечное сечение высчитывается умножением внутреннего радиуса трубы (R) на математическую константу Пи (π), равную 3,14.

Формула расчета объема труб

V трубы = S*L

или

V трубы = R*π*L

Теперь, зная объем своей отопительной системы, необходимо заполнить ее соответствующим количеством теплоносителя. Но здесь есть определенный нюанс. Как известно, любые материалы при нагревании расширяются, потому, при полном заполнении контура в процессе разогрева наполнителя, могут лопнуть клапаны и сорваться крышки.

Чтобы этого избежать, следует учитывать коэффициент расширения жидкости при определенной температуре. Так, этиленгликоль при 40°С увеличит свой объем на 0,75%, а при 110°С на 5,15%. Коэффициенты расширения каждого теплоносителя можно найти в технической документации или уточнить у производителя. Владея полученной информацией, вы можете корректировать объем жидкости.

Пример расчета объема теплоносителя

Предположим, что ваше помещение отапливается с помощью одного стандартного стального радиатора с 10 секциями (каждая секция вмещает 0,45 литра). Нагревательный котел емкостью 10 литров находится в соседней комнате в 5 метрах по прямой от него, и они соединены стандартной трубой с внутренним радиусом 15 мм. Расширительный бак имеет емкость 0,5 литра.

Получаем:

V трубы = 0,15*3,14*5 = 2,35 литра

V радиатора = 0,45*10 = 4,5 литра

V системы = 2,35+4,5+10+0,5 = 17,35 литра

Но это еще не конец. 17,35 литра – это емкость самой системы, тогда как при нагреве объем теплоносителя увеличится. Допустим, при отоплении мы используем вышеупомянутый этиленгликоль, разогретый до тех же 110°С, соответственно его количество увеличится на 5,15%. Уменьшаем этот объем на данный коэффициент:

17,35*(100-5,15)/100 = 16,45 литра

Примечание: если мы зальем в нашу систему 16,45 литра этиленгликоля, и он увеличится на 5,15%, то получится лишь 17,3 литра, но 50 мл объема можно считать технической погрешностью и данный объем воздуха слишком мал для нанесения вреда оборудованию.

Именно столько понадобится этиленгликоля для нашей системы. Поскольку никогда нельзя исключить вероятность протечек, а также с учетом испарения жидкости, стоит покупать с запасом.

Виды радиаторов

Самыми популярными среди общего количества конвекторов считаются три типа:

• Алюминиевый радиатор;
• Чугунная батарея;
• Биметаллический радиатор.

Если вы знаете, какой конвектор установлен у вас дома и способны посчитать количество секций, то произвести несложные расчеты не составит труда. Далее, рассчитайте объем воды в радиаторе отопления

,
таблица
и все необходимые данные, представлены ниже. Они помогут максимально точно вычислить количество теплоносителя во всей системе.

Биметаллический

Алюминиевый

Несмотря на то, что в некоторых случаях внутренняя система нагрева каждой батареи может отличаться, существуют общепринятые параметры, которые позволяют определить количество помещающейся в нее жидкости. С возможной ошибкой в 5% вы узнаете, что одна секция алюминиевого радиатора может содержать до 450 мл воды

Стоит обратить внимание, на то, что для других теплоносителей объемы могут быть увеличены

Чугунный

Посчитать количество жидкости, которая помещается в чугунном радиаторе немного сложней. Важным фактором будет новизна конвектора. В новых импортных радиаторах пустоты значительно меньше, а за счет усовершенствованного строения греют они не хуже старых.

Новый чугунный конвектор вмещает около 1 литра жидкости, в старый поместится на 700 мл больше.

Биметаллический

Подобные типы радиаторов довольно экономичны и производительны. Причина, по которой могут меняться объемы наполнения, кроются только в особенностях определенной модели и разбросу давления. В среднем подобный конвектор заполняется 250 мл воды.

Возможные изменения

Каждый производитель батарей устанавливает свои значения минимально/максимально допустимых норм, но объем теплоносителя во внутренних трубках у каждой модели может измениться исходя из соображений увеличения давления. Обычно в частных домах и новостройках на цокольном этаже устанавливается расширительный бачок, который позволяет стабилизировать давление жидкости даже при ее расширении при нагреве.

Меняются параметры также на устаревших радиаторах. Нередко даже на трубках из цветного металла образовываются наросты из-за внутренней коррозии. Проблемой тому могут стать примеси в воде.

Из-за подобных наростов в трубках количество воды в системе постепенно нужно уменьшать. Учитывая все особенности своего конвектора и общие данные из таблицы, вы легко высчитаете необходимый объем воды для радиатора отопления и всей системы.

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.

3.1.Общие сведения

Потребность в тепле у теплоиспользующих потребителей меняется в зависимости от метеорологических условий, числа пользующихся горячей водой в системах бытового горячего водоснабжения, режимов систем кондиционирования воздуха и вентиляции для калориферных установок. Для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха главным фактором, влияющим на расход теплоты, является температура наружного воздуха. Расход теплоты, поступающий на покрытие нагрузок горячего водоснабжения и технологического потребления, от температуры наружного воздуха не зависит.

Методика изменения количества теплоты, подаваемой потребителям в соответствии с графиками их теплопотребления, называется системой регулирования отпуска тепла.

Различают центральное, групповое и местное регулирование отпуска теплоты.

Одна из важнейших задач регулирования систем теплоснабжения заключается в расчете режимных графиков при различных методах регулирования нагрузок.

Регулирование тепловой нагрузки возможно несколькими методами: изменение температуры теплоносителя – качественный метод; периодическим отключением систем – прерывистое регулирование; изменение поверхности теплообменника.

В тепловых сетях, как правило, принимается центральное качественное регулирование по основной тепловой нагрузке, которой обычно является нагрузка отопления малых и общественных зданий. Центральное качественное регулирования отпуска теплоты ограничивается наименьшими температурами воды в подающем трубопроводе, необходимыми для подогрева воды, поступающей в системы горячего водоснабжения потребителей:

для закрытых систем теплоснабжения — не менее 70°C;

для открытых систем теплоснабжения — не менее 60°С.

На основании полученных данных строится график изменения температуры сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха. Температурный график целесообразно выполнить на листе миллиметровой бумаги формата А4 или с использованием программы Microsoft Office Excel. На графике определяются по температуре точке излома диапазоны регулирования и выполняется их описание.

2.3.2
.
Центральное качественное регулирование по отопительной нагрузке
Центральное качественное регулирование по нагрузке отопленияцелесообразно в случае, еслитепловая нагрузка на жилищно-коммунальные нужды составляет менее 65 % от суммарной нагрузки района и при отношении

.

При таком способе регулирования, для зависимых схем присоединения элеваторных систем отопления температуру воды в подающей

и обратной

магистралях, а так же после элеватора

в течение отопительного периода определяют по следующим выражениям:

(2)

Расчет производился для значения №1. Для всех остальных расчет производился по выше предложенной формуле, результаты занесены в таблицу 3.

(3)

Расчет производился для значения №1. Для всех остальных расчет производился по выше предложенной формуле, результаты занесены в таблицу 3.

где t

— расчетный температурный напор нагревательного прибора, 0 С, определяемый по формуле:

, (4)

здесь 

3 и

2 — расчетные температуры воды соответственно после элеватора и в обратной магистрали тепловой сети определенные при

(для жилых районов, как правило,
3 = 95 0 С;

2 = 70 0 С);

 — расчетный перепад температур сетевой воды в тепловой сети

 =

1 —

2 (5)

 =110-70=40

— расчетный перепад температур сетевой воды в местной системе отопления,

(6)

Задаваясь различными значениями температур наружного воздухаt

н (обычно
t
н = +8; 0; -10;
t
нр v ;
t
нро) определяют

01;

02 ;

03 и строят отопительный график температур воды. Для удовлетворения нагрузки горячего водоснабжения температура воды в подающей магистрали

01 не может быть ниже 70 0 С в закрытых системах теплоснабжения. Для этого отопительный график спрямляется на уровне указанных температур и становится отопительно-бытовым (см. пример решения).

Температура наружного воздуха, соответствующая точке излома графиков температур воды t

н » , делит отопительный период на диапазоны с различными режимами регулирования:

в диапазоне I с интервалом температур наружного воздуха от +8 0 С доt

н » осуществляется групповое или местное регулирование, задачей которого является недопущение «перегрева» систем отопления и бесполезных потерь теплоты;

в диапазонах II и III с интервалом температур наружного воздуха от t

н » до
t
нро осуществляется центральное качественное регулирование.

Таблица 3- Температурный график

Правильный расчет теплоносителя в системе отопления

По совокупности признаков бесспорным лидером среди теплоносителей является обыкновенная вода. Лучше всего использовать дистиллированную воду, хотя подойдет и кипячёная или химически обработанная – для осаждения растворённых в воде солей и кислорода.

Однако если существует вероятность того, что температура в помещении с системой отопления на некоторое время опустится ниже нуля, то вода в качестве теплоносителя не подойдёт. Если она замёрзнет, то при увеличении объёма велика вероятность необратимого повреждения системы отопления. В таких случаях используют теплоноситель на базе антифриза.

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.

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.

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.

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).

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.

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.

Заполнение закрытой системы отопления

Здесь удобнее всего проводить процесс заполнения с помощью насоса, присоединенного к штуцеру подпитки системы. Если насоса нет, то вас ждет изнурительная работа по заливке антифриза через самую высокую точку, открутив автоматический воздухоотводчик. Также желательно, чтобы в операции участвовал помощник. Его задача – выпускать воздух из батарей в то время, когда вы закачиваете антифриз в котельной. Перед началом работ убедитесь в том, что:

• вся запорная арматура открыта;
• краны, отсекающие котел, закрыты;
• концентрат разбавлен согласно инструкции;
• сбросные клапаны Маевского закрыты;
• вентиль, отсекающий мембранный расширительный бак, открыт.

Процесс начинается с закачки антифриза до тех пор, пока манометр не покажет давление 1.4—1.5 Бар. После этого надо дать сигнал помощнику, чтобы постепенно выпускал воздух из радиаторов, начиная с самых нижних. В это время вам надо следить за падением давления манометра и потихоньку подкачивать теплоноситель, чтобы оно не падало ниже 1 Бар.

Примечание. В закрытых отопительных системах на подпиточной врезке должен обязательно стоять обратный клапан пружинного типа, иначе закачать туда антифриз или воду будет затруднительно.

Когда весь воздух успешно выпущен, антифриз снова закачивается до давления 1.5 Бар. Потом надо поочередно открыть краны, отсекающие котел, — сначала на обратной, а потом на подающей магистрали. Второй кран открывайте медленно, чтобы воздух успевал уйти через автоматический воздухоотводчик, что стоит на группе безопасности котла. При этом давление снова станет падать, придется сразу же подкачивать антифриз.

Во время запуска теплогенератора и прогрева теплоносителя нужно следить за показаниями манометра. По итогу они не должны превышать 1.8 Бар при рабочей температуре. Последний этап – повторный сброс воздуха из отопительных приборов и корректировка давления. Работать с кранами Маевского надо аккуратно и осторожно, чтобы не обжечься и не пролить антифриз, особенно когда вы залили в систему этиленгликоль.

Совет. По окончании процесса внимательно обследуйте все соединения и оборудование на предмет протечек антифриза. При обнаружении таковых не обязательно снова опорожнять все трубопроводы, можно отсечь отдельную ветвь или радиатор арматурой, а после устранения снова поднять давление и стравить воздух.

Количество теплоносителя в системе отопления

Теплоноситель нужен после монтажа новой отопительной системы, после её ремонта или реконструкции.

Перед заполнением отопительной системы требуется определить точное количество теплоносителя, для того чтобы заранее купить или подготовить необходимый объём. Нужно собрать информацию про паспортный объем всех отопительных приборов и трубопроводов (детальнее: «Расчет объема системы отопления, включая радиаторы «). Обычно такие данные содержатся на упаковке или в справочной литературе. Объём труб легко высчитывается по их длине и известному сечению. Для наиболее распространённых элементов теплосетей объёмы теплоносителя таковы:

• Секция современного радиатора (алюминиевого, стального или биметаллического) — 0,45 литра
• Секция радиатора старого типа (чугунного, МС 140-500, ГОСТ 8690-94) – 1.45 литра
• Погонный метр трубы (15 миллиметров внутренний диаметр) — 0,177 литра
• Погонный метр трубы (32 миллиметров внутренний диаметр) — 0,8 литра

Нам недостаточно подсчитать расход теплоносителя – формула для вычисления объёма расширительного бака также совершенно необходима. Мало просто просуммировать объёмы составляющих теплосети (радиаторов, котла и трубопроводов). Дело в том, что в процессе нагревания исходной объём жидкости существенно изменяется, а следовательно возрастает давление. Для того, чтобы его скомпенсировать, применяют так называемые расширительные баки.

Их объём вычисляется с использованием следующих показателей и коэффициентов:

Е — так называемый коэффициент расширения жидкости (исчисляется в процентах). Для разных теплоносителей он разный. Для воды он составляет 4%, для антифриза на базе этиленгликоля — 4,4 %.

d — коэффициент эффективности расширительного бака VS – расчетный расход теплоносителя (просуммированный объём всех составляющих системы теплоснабжения) V – результат вычисления. Объём расширительного бака.

Формула для расчета — V = (VS x E)/d

Расчет теплоносителя в системе отопления выполнен – пора заливать!

Существуют два варианта заполнения системы, в зависимости от её конструкции:

• Заливка «самотёком»
  — в высшей точке системы в отверстие вставляется воронка, через которую постепенно заливается теплоноситель. Нужно не забыть в нижней точке системы открыть кран и подставить какую-то ёмкость.
• Принудительная закачка с помощью насоса
  . Подойдет практически любой электрический насос малой мощности. В процессе заполнения следует контролировать показания манометра, дабы не переборщить с давлением. Очень желательно не забыть открыть воздушные клапаны на батареях.

Как залить антифриз в систему открытого типа

Это как раз тот случай, когда следует покупать безопасный пропиленгликоль. Все дело в открытом расширительном бачке, сообщающемся с атмосферой. Поскольку он располагается в пределах дома (как правило, на чердаке), то в жилые помещения могут в небольшом количестве попадать испарения. А вообще, заливать антифриз в открытую систему – нецелесообразно. Лучше ее переделать в закрытую, откуда он не будет испаряться.

Разбавленный концентрат заливают через расширительный бак или подпиточный вентиль с помощью насоса. При этом все воздушные краны Маевского, установленные на радиаторах, должны быть открыты. По мере заполнения краны закрываются, после чего уровень теплоносителя доводится примерно до 1/3 расширительного бака.

Совет. Перед тем как закачать антифриз в систему отопления дома своими руками, надо убедиться в том, что вся запорно – регулирующая арматура находится в открытом состоянии.

После запуска и прогрева котла нужно повторно стравить воздух через батареи. Если уровень нагретого теплоносителя в расширительном бачке упал, то антифриз доливают примерно до половины.

Объем секции и расход теплоносителя

Сегодня не все автономные отопительные системы заполняются водой . Это обуславливается двумя факторами.

Размер секции

1. Возникновение ситуации, когда хозяевам необходимо надолго оставить дом без отопления, так как в связи с длительным отсутствием отпадает необходимость в обогреве помещений.
2. Вода имеет свойство замерзать уже при нулевой температуре. При замерзании вода, расширяясь, превращается в лед,то есть переходит из одного физического состояния в другое. Во время этого процесса высвобождаются и меняются межмолекулярные связи воды, в результате развивается огромное усилие, которое разрывает радиаторы и трубы из любого металла.

Чтобы не произошло подобных ситуаций, для заполнения системы отопления вместо воды используют другой теплоноситель, лишенный проблемы замерзания. Это могут быть такие бытовые антифризы, как:

• этиленгликоль;
• солевой раствор;
• глицериновый состав;
• пищевой спирт;
• нефтяное масло.

Благодаря специальным добавкам, которые вводятся в эти компоненты, составы теплоносителей сохраняют свое агрегатное состояние в жидком виде даже при отрицательных температурах.

Расчет теплоносителя

Определение объема расхода теплоносителя необходимого для автономной системы отопления требует точного расчета. Для простого способа узнать, сколько нужно антифриза, чтобы заполнить отопительную систему, существуют разнообразные расчетные таблицы.

Объем воды в одной секции

Для базовых расчетов можно воспользоваться той информацией, которая изложена в тематических справочниках:

• Стандартная секция алюминиевой батареи содержит 0,45 литра теплоносителя.
• Погонный метр 15-миллиметровой трубы содержит 0,177 литра, а труба диаметром в 32 мм – 0,8 литра теплоносителя.

Информацию о характеристике подпиточного насоса и расширительного бака можно взять из паспортных данных этого оборудования.

Общий объем системы отопления будет равен совокупному объему всех отопительных приборов:

• радиаторов;
• трубопроводов;
• теплообменника котла;
• расширительного бака.

Уточненная формула основного расчета корректируется с учетом коэффициента расширения теплоносителя. Для воды это 4%, для этиленгликоля ─ 4,4%.

Необходимсоть вычисления отопления

Пример сложной системы отопления дома
Сначала следует определиться с актуальностью расчета объема воды в системе отопления или этого же показателя для батарей и расширительного бака. Ведь можно установить эти компоненты без сложных операций, руководствуясь только личным опытом и советами профессионалов.

Работа любой системы отопления сопряжена с постоянным изменением показателей теплоносителя – температуры и давления в трубах. Поэтому расчет отопления по объему здания позволит правильно укомплектовать теплоснабжение, исходя из характеристик дома. Кроме этого следует учитывать прямую зависимость эффективности работы от текущих паромеров. Так как рассчитать объем воды в системе отопления можно самостоятельно – эту процедуру рекомендуется выполнять во избежание появления следующих ситуаций:

• Неправильный фактический тепловой режим работы, который не соответствует расчетному;
• Неравномерное распределение тепла по отопительным приборам;
• Возникновение аварийных ситуаций. Ведь как рассчитать объем расширительного бака для отопления, если не будет известен общая вместимость трубопроводов и батарей.

Для минимизации появления этих ситуаций следует своевременно рассчитать объем системы отопления и ее компонентов.

Вычисления параметров теплоснабжения выполняются еще перед монтажными работами. Они служат основой для подбора комплектующих.