Расчет тепловой нагрузки на отопление здания, пример и формулы

Конкретные расчёты

Допустим, нужно сделать расчёт для домовладения площадью 150 кв. м. Если принять, что на 1 квадратный метр теряется 100 Ватт тепла, получаем: 150х100=15 кВатт тепловых потерь.
Как соотносится это значение с циркуляционным насосом? При тепловых потерях происходит постоянный расход тепловой энергии. Для поддержания температурного режима в помещении необходимо большее количество энергии, чем для его компенсации.

Для расчёта циркуляционного насоса для системы отопления, следует понимать, какие у него функции. Это устройство выполняет следующие задачи:

создать напор воды, достаточный для того, чтобы преодолеть гидравлическое сопротивление узлов системы;
перекачать по трубам и радиаторам такой объем горячей воды, который требуется для эффективного прогрева домовладения.

То есть, для того, чтобы система заработала, нужно подогнать тепловую энергию к радиатору. И эту функцию выполняет циркуляционный насос. Именно он стимулирует подачу теплоносителя к приборам отопления.

Следующая задача: какое количество воды, согретой до нужной температуры, надо доставить к радиаторам за определённый период времени, при этом компенсируя все теплопотери? Ответ выражается в количестве перекачанного теплоносителя в единицу времени. Это и будет называться мощностью, которой обладает циркуляционный насос. И наоборот: можно определить примерный расход теплоносителя по мощности насоса.

Данные, которые для этого нужны:

Количество тепловой энергии, необходимой для того, чтобы компенсировать теплопотери. Для данного домовладения площадью 150 кв. метров эта цифра 15 кВт.
Удельная теплоёмкость воды, которая выступает в роли теплоносителя — 4200 Дж на 1 килограмм воды, на каждый градус температуры.
Дельта температур между водой на подаче из котла и на последнем отрезке трубопровода в обратке.

Считается, что в нормальных условиях это последнее значение не бывает больше 20 градусов. В среднем берут 15 градусов.

Формула для того, чтобы рассчитать насос, следующая: G/(cх(Т1-Т2))= Q

Q — это расходование теплоносителя в отопительной системе. Столько жидкости при определённой температуре нужно доставить циркуляционному насосу к отопительным приборам в единицу времени, чтобы теплопотери были компенсированы. Нецелесообразно приобретать устройство, у которого мощность больше. Это приведёт только к повышенному расходу электричества.
G — теплопотери дома;
Т2 — температура теплоносителя, вытекающая из теплообменника котла. Это именно тот уровень температуры, который нужен для обогрева помещения (примерно 80 градусов);
Т1 — температура теплоносителя на обратном трубопроводе при входе в котёл (чаще всего 60 градусов);
с — это удельная теплоёмкость воды (4200 Джоулей на кг).

При вычислении с помощью указанной формулы получается цифра 2,4 кг/с.

Теперь нужно перевести этот показатель на язык производителей циркуляционных насосов.

1 килограмм воды соответствует 1 кубическому дециметру. Один кубический метр равен 1000 кубических дециметров.

Получается, что в секунду насос перекачивает воду следующим объёмом:

2,4/1000=0,0024 куб. м.

Далее нужно перевести секунды в часы:

0,0024х3600=8,64 куб. м/ч.

Расчет тепловых потерь

Такой расчет можно выполнить самостоятельно, так как формула уже давно выведена. Однако расчет расхода тепла достаточно сложный и требует рассмотрения сразу нескольких параметров.

Если говорить просто, то сводится он только к определению потерь тепловой энергии, выраженной в мощности теплового потока, которую во внешнюю среду излучает каждый квадратный м площади стен, перекрытий, пола и крыш здания.

Статья по теме: Изготовление светодиодных светильников своими руками

Если брать среднее значение таких потерь, то они будут составлять:

около 100 Ватт на единицу площади — для среднестатистических стен, например, кирпичных стен нормальной толщины, с нормальной внутренней отделкой, с установленными двойными стеклопакетами;
больше 100 Ватт или значительно больше 100 Ватт на единицу площади, если речь идет о стенах с недостаточной толщиной, неутепленных;
около 80 Ватт на единицу площади, если речь идет о стенах с достаточной толщиной, имеющих наружную и внутреннюю теплоизоляцию, с установленными стеклопакетами.

Для определения этого показателя с большей точностью выведена специальная формула, в которой некоторые переменные являются табличными данными.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Скорость — движение — тепловой носитель

Скорости движения тепловых носителей в инновационных аппаратах в большинстве случаев предоставляют турбулентный режим движения потоков, при котором, как все знают, происходит активный обмен количеством движения, энергетикой и массой между участками находящимися по соседству потока за счёт хаотических турбулентных пульсаций. По физической сущности турбулентный перенос теплоты считается конвективным переносом.

Скорости движения носителя тепла в трубопроводах отопительных систем с конвективной циркуляцией в большинстве случаев составляют 0 05 — 0 2 м / с, а при искусственой циркуляции — 0 2 — 1 0 м / с.

Скорость движения носителя тепла оказывает влияние на скорость сушки кирпича. Из приведенных исследований следует, что ускорение сушки кирпича яри увеличении скорости движения носителя тепла более ощутимо, когда эта скорость больше 0 5 м / сек. В первый же период сушки внушительное увеличение скорости движения носителя тепла проявляется губительным для качества кирпича, если тепловой носитель недостаточно мокрый.

Скорость движения носителя тепла в трубках теплоутилизаторов должна быть во всех режимах эксплуатации не меньше 0 35 м / с при теплоносителе воде и не меньше 0 25 м / с при незамерзающем теплоносителе.

Скорости движения носителя тепла в системах отЬпления формируют на гидравлике расчетом и экономическими соображениями.

Скорость движения тепловых носителей , определяемая сечением каналов теплообменника, колеблется в достаточно широких пределах и без большой неточности не может быть принята или поставлена до решения проблемы о типе и размерах теплообменника.

Скорость движения носителя тепла w максимально влияет на отдачу тепла. Чем больше скорость, тем интенсивнее течет теплообмен.

Скорость движения носителя тепла в сушильном канале не должна быть больше 5 — 6 м / мин чтобы не было образования бугристой поверхности слоя для работы и слишком интенсивной структуры. Почти что скорость носителя тепла подбирают в границах 2 — 5 м / мин.

Скорость движения носителя тепла в водяных отопительных системах разрешается до 1 — 1 5 м / с в общественных и жилых зданиях и до трех метров / с в производственных по мещениях.

Увеличение скорости движения носителя тепла выгодно только до конкретного предела. Если эта скорость будет выше подходящей, газы не успеют отдать материалу полностью собственное тепло и уйдут из барабана с большой температурой.

Увеличение скорости движения носителя тепла может быть достигнуто и в элементных ( батарейных) теплообменниках, собой представляет батарею из нескольких постепенно скреплённых между собой теплообменных аппаратов.

С увеличением скорости движения тепловых носителей становятся больше Re w / / v, показатель отдачи тепла но и плотность потока тепла q a At. Однако одновременно со скоростью пропорционально w2 растет гидравлическое сопротивление и расход мощности на насосы, прокачивающие тепловой носитель через теплообменник. Есть подходящее значение скорости, определяемое сопоставлением увеличения интенсивности теплопередачи и более интенсивного роста гидравлических сопротивлений с увеличением скорости.

Для увеличения скорости движения носителя тепла в межтрубном пространстве устраивают поперечные и продольные перегородки.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Большая Энциклопедия Нефти и Газа Скорость — движение — тепловой носитель Скорости движения тепловых носителей в инновационных аппаратах в большинстве случаев предоставляют турбулентный режим движения потоков, при

Нормы теплоснабжения ПП РФ 354 от 06.05.2011 и ГОСТ

6 мая 2011 года было издано Правительственное Распоряжение, которое действует по сей день. Опираясь на него, отопительный период обуславливается не столько от периода года, сколько от температуры окружающей среды на улице.

Магистральное отопление начинает работать при условиях, что наружный термометр демонстрирует отметку ниже 8 °C, и похолодание продолжается как минимум несколько суток.

На шестой день трубы уже начинают обогрев помещений. Если на протяжении установленного времени наступило потепление, отопительный период откладывается. Во всех частях страны, батареи приносят радость собственным теплом с середины осени и поддерживают оптимальную температуру до конца апреля.

Если морозы наступили, а трубы остаются холодными, это может быть результатом поломок в системе. В случае глобальной неполадки или незавершённых работ по ремонту нужно будет воспользоваться добавочным обогревательным прибором, пока поломка не будет устранена.

Если сложность заключается в заполнивших батареи воздушных пробках, то обращаются в эксплуатирующую компанию. В течении 24 часов после подачи заявки приедет закреплённый за домом сантехник и «продует» проблематичный участок.

Стандарт и нормы возможных значений температуры окружающей среды прописаны в документе «ГОСТ Р 51617-200. Услуги ЖКХ. Общие технические сведения». Диапазон прогрева воздуха в квартире может изменяться от 10 до 25 °C, в зависимости от назначения каждого помещения которое отапливается.

Комнаты для проживания, к которым относятся гостевые, комнаты для сна кабинеты и аналогичные, обязаны быть нагреты до 22 °C. Возможно колебание этой метки до 20 °C, тем более в холодных угловых помещениях. Максимальное значение термометра не должно быть больше 24 °C.

Подходящей считается температура от 19 до 21 °C, но разрешается охлаждение зоны до 18 °C или активный нагрев до 26 °C.

Санузел повторяет диапазон температуры кухни. Но, комната где установлена ванна, или соседний сантехнический узел, считаются помещениями с очень высоким уровнем влаги. Разогреваться эта часть жилой площади может до 26 °C, а охлаждаться до 18 °C. Хотя, даже при приемлемо допустимом значении в 20 °C задействовать ванную по назначению некомфортно.
Удобным диапазоном температуры для коридоров считается 18–20 °C. Но, уменьшение метки до 16 °C признано вполне терпимым.
Показатели в кладовых могут быть ещё ниже. Хотя хорошие пределы — от 16 до 18 °C, метки 12 или 22 °C не выходят за границы нормы.
Войдя в подъезд, житель дома вправе надеяться на температуру воздуха не ниже 16 °C.
В лифте человек находится совсем непродолжительное время, отсюда и комфортная температура всего в 5 °C.
Самые холодные места высотные дома — подвальное помещение и чердачный этаж. Температура тут может уменьшаться до 4 °C.

Домашнее тепло зависит и от времени суток. Официально признано, что во время сна человек нуждается в небольшом количестве тепла. Если из этого исходить, температурное уменьшение в помещениях на 3 градуса с 00.00 часов до 05.00 утра не считается нарушением.

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

В соответствии с инженерными правилами, в целях обеспечения оптимального использования высоких показателей теплообмена современных котлов, следует обращать особое внимание на оборудование котельных.

Мало выработать достаточное количество тепла, необходимо еще и передать его потребителю.

Наладка гидравлического режима котельных установок, является самым главным условием надежной, долговременной и эффективной работы, как самих котлов, так и всей отопительной системы в целом.

При подборе котлов необходимо не только исходить из требуемой мощности, но и учитывать температуру обратной воды, диапазон допустимых расходов теплоносителя, требования к изменению расхода во времени, гидравлическое сопротивление котлов, работающих параллельно, а также ряд других режимных параметров.

Их влияние на возможные нарушения режима работы котлов показывают следующие примеры.

Расход воды через котел

Недостаточный расход воды может привести к перегреву и выходу котла из строя, а перерасход — к его неэффективной работе и повышенной внутренней коррозии.

Указывается минимально и максимально допустимый расход воды. Эти расходы различаются в зависимости от моделей котлов.

Температура обратной воды

Этот параметр необходимо обязательно учитывать, так как слишком низкая температура обратной воды может привести к конденсации паров сгоревшего топлива на внутренних частях котла и его быстрой коррозии, поскольку конденсат имеет повышенную кислотность и может содержать соединения серы.

Например, если минимальная температура обратной воды в котел 55 °С, необходимо предусмотреть достаточный подмес воды в котел из линии подачи.

Гидравлическое сопротивление котла, арматуры, трубопроводов

Этот фактор следует учитывать при подборе насосов, при замене котлов, поскольку современные котлы имеют повышенное гидравлическое сопротивление; если установить такой котел параллельно со старыми котлами, имеющими низкое сопротивление, основной расход теплоносителя будет через них, а новый котел не будет давать ожидаемой теплоотдачи.

Со временем происходит зарастание котла и трубопроводов продуктами коррозии, а также изменение характеристик насосов и арматуры. Это приводит к уменьшению расходов теплоносителя и соответственно к вышеописанным проблемам.

Для обеспечения надежности котельных установок, должны быть соблюдены следующие 5 правил:

ПРАВИЛО №1

:
МИНИМАЛЬНЫЙ РАСХОД ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ:
Постоянно обеспечивать для каждого котла, во время работы, минимальный расход теплоносителя,соответствующий номинальной мощности котла, причем разница температур между подающей линией и обратной линией котла должна быть меньше 25°С;

ПРАВИЛО №2

:
УДАЛЕНИЕ ВОЗДУХА:
Обеспечивать постоянное и эффективное удаление воздуха в любых условиях работы котла и трубопроводов;

Воздух необходим для жизни, но он не ценится в отопительных установках, так как способствует коррозии и образованию шлама.

Источники появления воздуха многочисленны:

Это явление опирается на физический принцип, который изначально не принимают во внимание. Так, несмотря на повышенное давление, которое преобладает в системе, воздух, тем не менее, может туда проникать: все зависит от его степени насыщения.

При нагревании воды в котле её поглощающая способность уменьшается, и будет наблюдаться противоположный эффект: воздух отделяется и переходит в газообразное состояние.

Наоборот, когда вода охлаждается в нагревательных устройствах, её поглощающая способность будет увеличиваться. Вода начинает “втягивать” воздух через стыки, неплотности или трубы, несмотря на то, что давление воды превышает атмосферное.

Вывод: при некоторых условиях температуры и давления, жидкость содержит больше или меньше растворенного газа.

Воздух может попасть при наполнении, иногда вода содержит до 15 мг/л кислорода, растворенного в ней.

При нагревании он высвобождается — переходит в газообразную форму.

— Расширительные баки отсутствуют, неисправны или неправильно рассчитаны. Это может создать в отопительных установках зоны пониженного давления по отношению к атмосферному давлению.

Устройства для воздухоотделения отсутствуют, неисправны или неправильно установлены.

Методы удаления воздуха:

Во всем многообразии существующих решений для воздухоотделения в установках можно выделить 2 основных метода, использующих:

гидравлические устройства:
Устройства для отведения газов: воздушники, автоматические воздухоотводчики, абсорбционные устройства, которые позволяют растворять воздух в воде …
химические процессы:
Можно обработать установку, добавляя различные вещества, например, сульфит натрия в количестве 100 г/м³ для подпиточной воды.
Это потребует регулярного контроля за процентным содержанием сульфита, чтобы в случае необходимости подкорректировать его.

Перед любым вводом в эксплуатацию новой установки или после обслуживания существующих сетей необходимо их тщательно промыть, заполняя водой из городского водопровода, и, производя опорожнение с самым максимальным расходом с целью вывести наибольшую часть твердых веществ, не осевших на перегородках.

Полная водоподготовка начинается с установки счетчика воды для того, чтобы следить за подпиточной водой и знать реальный объём установки (считывание данных со счетчика при первом наполнении).

Это также понадобится при расчете количества добавляемых веществ.

Затем, необходимо умягчить подпиточную воду; ввести вещества, разрушающие живые организмы; ингибиторы коррозии и регуляторы рН; восстановители кислорода; и, в завершении, установить эффективную обработку против образования шлама.

Дозировка и токсичность добавляемых веществ должны быть всегда контролируемыми.

ПРАВИЛО №3

:
УРОВЕНЬ ВОДЫ:
Обеспечивать достаточный уровень воды в установке;

ПРАВИЛО №4

:
ГИДРОСТАТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ:
Обеспечивать необходимое гидростатическое давление воды в котлах;

Правильный расчет расширительного бака:

Давление бака = P>=HS (гидростатическая высота).
Давление при наполнении = P+ 0,3

Установка защитного реле давления.

ПРАВИЛО №5

:
ОТЛОЖЕНИЕ НАКИПИ:
Принимать все меры против отложения накипи:

Счетчик воды.
Водоподготовка, если TH > 125мг-экв.
Правильно рассчитанный расширительный бак.

Если кислород из воздуха отвечает за коррозию, то вода и ее компоненты ответственны за отложение накипи в отопительных установках.

Для того, чтобы узнать свойства воды или предусмотреть средства против отрицательных последствий при её использовании, сначала необходимо знать состав этой воды.

Учитываются только те величины, которые используются для подпиточной воды.

Это: TH, pH и удельное сопротивление

— Общий гидрометрический показатель или полный TH (мг-экв.):

Измеряет общее количество растворенных солей кальция (Ca++) и магния (Mg++). Эти два элемента в составе сульфатов и карбонатов образуют большую часть того, что называется “накипью”

или
“известняком”
.

Механизмы образования накипи

Скорость воды в системе обогрева

Для того, чтобы система водяной системы отопления правильно фунциклировала требуется обеспечить необходимую скорость носителя тепла в системе. Если скорость будет небольшая, обогрев помещения будет очень медлительный и дальние отопительные приборы будут существенно холоднее ближних. Наоборот, если же скорость носителя тепла будет очень большой, то сам тепловой носитель не будет успевать разогреваться в котле, температура всей системы обогрева окажется ниже. Добавится и параметр шума. Как можно заметить скорость носителя тепла в системе обогрева – очень основной параметр. Разберёмся же детальнее – какая должна быть самая подходящая скорость.

Системы обогрева где происходит конвективная циркуляция, в основном, имеют сравнительно невысокую скорость носителя тепла. Перепад давления в трубах достигается правильным размещением котла, бака расширительного и самих труб – прямых и обратки. Только хороший расчёт перед монтажными работами, дает возможность добиться правильного, одинакового движения носителя тепла. Но все равно инерционность систем отопления с конвективной циркуляцией жидкости довольно высокая. Результат – медлительный прогрев помещений, маленький КПД. Основной плюс подобной системы – это самая большая независимость от электрической энергии, нет электрических насосов.

Очень часто в домах применяется система обогрева с циркуляцией принудительного типа носителя тепла. Важным элементом подобной системы считается циркулярный насос. Конкретно он убыстряет движение носителя тепла, от его параметров зависит скорость жидкости в системе обогрева.

Что оказывает влияние на скорость носителя тепла в системе обогрева:

— схематика отопительной системы, — вид носителя тепла, — мощность, продуктивность насоса циркуляционного, — из какого материала сделаны трубы и их диаметр, — отсутствие воздушных пробок и забивов в трубах и батареях.

Для приватного дома более правильным будет скорость носителя тепла в границах 0,5 – 1,5 м/с. Для административно-бытовых зданиях – не более двух метров/с. Для помещений на производстве – не более трех метров/с. Верхний предел скорости носителя тепла подбирается, по большей части, из-за шумового уровня в трубах.

Многие циркулярные насосы имеют регулятор скорости потока жидкости, так что может быть выбрать наиболее хорошую конкретно для Вашей системы. Правильно необходимо подбирать и сам насос. Не нужно брать с большим мощностным запасом, так как будет большее электропотребление. При большой протяжённости системы обогрева, большом количестве контуров, этажности и так дальше лучше ставить несколько насосов меньшей продуктивности. К примеру, отдельно установить насос на пол с подогревом, на второй этаж.

Скорость воды в системе обогрева

Скорость воды в системе обогрева Для того, чтобы система водяной системы отопления правильно фунциклировала требуется обеспечить необходимую скорость носителя тепла в системе. Если скорость будет небольшая,

Определение расхода (G, м 3 /час) теплоносителя при выборе насоса

Отправной точкой для подбора насоса служит количество тепла, которое теряет дом. Как это узнать? Для этого нужно сделать расчет теплопотерь.

Это сложный инженерный расчет, предполагающий знание многих составляющих. Поэтому в рамках этой статьи мы опустим это объяснение, а за основу количества теплопотерь возьмем одну из распространенных (но далеко не точных) методик, которой пользуются многие монтажные фирмы.

Ее суть заключается в некоем среднем показателе потерь на 1 м 2 . Эта величина условна и составляет 100 Вт/м 2 (если дом или комната имеют неутепленные кирпичные стены, да еще недостаточной толщины, количество тепла, теряемого помещением, будет значительно больше. И наоборот, если ограждающие конструкции дома сделаны с применением современных материалов и имеют хорошую теплоизоляцию, потери тепла будут снижены и могут составлять 90 или 80 Вт/м 2 ).

Итак, предположим, что вы имеете дом площадью 120 или 200 м 2 . Тогда условленное нами количество теплопотерь для всего дома будет составлять:

120 * 100 = 12000 Вт или 12 кВт.

Какое это имеет отношение к насосу? Самое прямое.

Процесс теплопотерь в доме происходит постоянно, а значит и процесс нагревания помещений (компенсация теплопотерь) должен идти постоянно.

Представьте, что у вас нет насоса, нет трубопроводов. Как бы вы решили эту задачу?

Чтобы компенсировать теплопотери вам пришлось бы сжигать какой-то вид топлива в отапливаемом помещении, например, дрова, что в принципе тысячелетиями люди и делали.

Но вы решили отказаться от дров и использовать для обогревания дома воду. Что вам пришлось бы делать? Вам пришлось бы брать ведро( -а), наливать туда воду и греть ее на костре или газовой плите до температуры кипения. После этого брать ведра и нести их в комнату, где вода отдавала бы свое тепло помещению. Затем брать другие ведра с водой и снова ставить их на костер или газовую плиту для нагревания воды, а затем нести их в комнату взамен первых. И так до бесконечности.

Сегодня за вас эту работу выполняет насос. Он заставляет воду двигаться к устройству, где она нагревается (котел), а затем для передачи сохраненного в воде тепла по трубопроводам направляет ее к отопительным приборам для компенсации теплопотерь в помещении.

Возникает вопрос: сколько нужно воды в еденицу времени, нагретой до заданной температуры, чтобы компенсировать теплопотери дома?

Как это посчитать?

Для этого нужно знать несколько величин:

количество тепла, которое необходимо для компенсации тепловых потерь (в этой статье за основу мы взяли дом площадью 120 м 2 с теплопотерями 12000 Вт)
удельная теплоемкость воды равная 4200 Дж/кг * о С;
разница между начальной температурой t 1 (температура обратки) и конечной температурой t 2 (температурой подачи), до которой нагревается теплоноситель (эта разница обозначается как ΔT и в теплотехнике для расчета систем радиаторного отопления определяется в 15 – 20 о С).

Эти значения нужно подставить в формулу:

G = Q / (c * (t 2 – t 1 )) , где

G – требуемый расход воды в системе отопления, кг/сек. (Этот параметр должен обеспечивать насос. Если купить насос с меньшим расходом, то он не сможет дать количество воды необходимое для компенсации тепловых потерь; если взять насос с завышенным расходом, это приведет к снижению его КПД, перерасходу электроэнергии и большим начальным затратам) ;

Q – количество тепла Вт, необходимое для компенсации теплопотерь;

t 2 – температура конечная, до которой нужно нагреть воду (обычно 75, 80 или 90 о С);

t 1 – температура начальная (температура теплоносителя, остывшего на 15 – 20 о С);

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

Подставляем известные значения в формулу и получаем:

G = 12000 / 4200 * (80 – 60) = 0,143 кг/с

Такой расход теплоносителя в течение секунды необходим для компенсации тепловых потерь вашего дома площадью 120 м 2 .

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

G = 0,86 * Q / t 2 – t 1 ;

G = 0,86 * Q / ΔT , где

ΔT – разность температур между подачей и обраткой (как мы уже увидели выше, ΔT – величина известная, закладываемая изначально в расчет).

Скорость теплоносителя

Схематический расчет

Существует минимальная скорость горячей воды внутри отопительной системы, при которой само отопление работает в оптимальном режиме. Это 0,2-0,25 м/с. Если она уменьшается, то из воды начинает выделяться воздух, что ведет к образованию воздушных пробок. Последствия — отопление не будет работать, и котел закипит.

Это нижний порог, а что касается верхнего уровня, то он не должен превышать 1,5 м/с. Превышение грозит появлением шумов внутри трубопровода. Наиболее приемлемый показатель — 0,3-0,7 м/с.

Если необходимо провести точный подсчет скорости движения воды, то придется принять во внимание параметры материала, из которого изготовлены трубы. Особенно в этом случае учитывается шероховатость внутренних поверхностей труб

К примеру, по стальным трубам горячая вода движется со скоростью 0,25-0.5 м/с, по медным 0,25-0,7 м/с, по пластиковым 0,3-0,7 м/с.

Цель и ход выполнения расчета

Конечно, за результатами можно обратиться к специалистам либо воспользоваться онлайн-калькулятором, коих хватает на всяких интернет-ресурсах. Но первое стоит денег, а второе может дать некорректный результат и его все равно надо проверять.

Так что лучше набраться терпения и взяться за дело самому. Надо понимать, что практическая цель гидравлического расчета – это подбор проходных сечений труб и определение перепада давления во всей системе, чтобы верно выбрать циркуляционный насос.

Примечание. Давая рекомендации по выполнению вычислений подразумевается, что теплотехнические расчеты уже сделаны, и радиаторы подобраны по мощности. Если же нет, то придется идти старым путем: принимать тепловую мощность каждого радиатора по квадратуре помещения, но тогда точность расчета снизится.

Общая схема расчета выглядит таким образом:

подготовка аксонометрической схемы: когда уже выполнен расчет отопительных приборов, то известна их мощность, ее надо нанести на чертеж возле каждого радиатора;
определение расхода теплоносителя и диаметров трубопроводов;
расчет сопротивления системы и подбор циркуляционного насоса;
расчет объема воды в системе и вместительности расширительного бака.

Любой гидравлический расчет системы отопления начинается со схемы, нарисованной в 3 измерениях для наглядности (аксонометрия). На нее наносятся все известные данные, в качестве примера возьмем участок системы, изображенный на чертеже:

Выбор ключевого контура

Гидравлическая стрелка разделяет котловые и отопительные контура

Тут нужно рассматривать отдельно две схемы — однотрубную и двухтрубную. В первом варианте расчет необходимо вести через самый нагруженный стояк, где установлено приличное количество радиаторов и арматуры запорной.

В другом варианте подбирается самый загруженный контур. Собственно на его основе и необходимо делать подсчет. Все другие контуры станет иметь гидравлическое сопротивление намного меньше.

К примеру, если рассматривается горизонтальная развязка труб, то подбирается самое загруженное кольцо цокольного этажа. Под загруженностью знают нагрузку тепла.

Расход теплоносителя

Чтобы показать, как производится гидравлический расчет отопления, возьмем для примера простую отопительную схему, в которую входят отопительный котел и радиаторы отопления с киловаттным потреблением тепла. И таких радиаторов в системе 10 штук.

Здесь важно правильно разбить всю схему на участки, и при этом точно придерживаться одного правила — на каждом участке диаметр труб не должен меняться. Итак, первый участок — это трубопровод от котла до первого отопительного прибора

Второй участок — это трубопровод между первым и вторым радиатором. И так далее

Итак, первый участок — это трубопровод от котла до первого отопительного прибора. Второй участок — это трубопровод между первым и вторым радиатором. И так далее.

Как происходит теплоотдача, и каким образом понижается температура теплоносителя? Попадая в первый радиатор, теплоноситель отдает часть тепла, которое снижается на 1 киловатт. Именно на первом участке гидравлический расчет производится под 10 киловатт. А вот на втором участке уже под 9. И так далее с понижением.

Существует формула, по которой можно рассчитать расход теплоносителя:

G = (3,6 х Qуч) / (с х (tr-to))

Qуч — это расчетная тепловая нагрузка участка. В нашем примере для первого участка она равна 10 кВт, для второго 9.

с — удельная теплоемкость воды, показатель постоянный и равный 4,2 кДж/кг х С;

tr — температура теплоносителя при входе на участок;

to — температура теплоносителя при выходе с участка.

Подведение итогов

Итак, расчет теплоносителя в системе отопления показывает, какое количество воды требуется всей системе отопления, чтобы поддерживать помещение дома в нормальном температурном режиме. Эта же цифра условно равна мощности насоса, который, собственно, и будет выполнять доставку теплоносителя к радиаторам, где он будет отдавать часть своей тепловой энергии в помещение.

Стоит заметить, что средняя мощность насосов равна примерно 10 куб.м/ч, что дает небольшой запас, так как тепловой баланс нужно не только сохранять, но иногда, по требованию владельца, увеличивать температуру воздуха, на что, собственно, и нужна дополнительная мощность.

Опытные специалисты рекомендуют приобретать насос, который примерно в 1,3 раза мощнее необходимого. Говоря про газовый отопительный котел, который, как правило, уже оборудован таким насосом, следует обратить свое внимание на этот параметр.

Выбор подходящей скорости носителя тепла в системе квартирного отопления

Есть одноуровневая квартира изнутри пятиэтажного коттеджного дома. Вся площадь 113 кв. м. Стены с внешней стороны утеплены. Теплоснабжение газовое, от двухступенчатого котла «Ariston UNO». Разводка теплоснабжения коллекторная (звездой). Полов с подогревом нет, в каждом помещении отопительные приборы. Котел управляется комнатным термостатическим клапаном — недельным программатором, расположенном в самом холодном помещении.

На насосе котла есть трехуровневая регулировка скорости носителя тепла в системе.

Вопрос! Как подобрать самую хорошую установку скорости носителя тепла, чтобы система работала с самой большой экономией ?

PS Эксперименты с разной скоростью носителя тепла в этой квартире показывают, что при любом из трех предоставленных вариантов все отопительные приборы работают хорошо. На большой скорости каких-нибудь видимых шумовых эффектов не наблюдалось.

Ежачок , с уменьшением скорости падает тепоотдача отопительных приборов, и растёт разница подача/обратка. Подходящее значение этой разности для котла 20 градусов. Померяйте эту температурную разницу на различных скоростях.

Увеличиваем скорость — увеличиваем шумовой фон

Ежачок написал: Вопрос! Как подобрать самую хорошую установку скорости носителя тепла, чтобы система работала с самой большой экономией ?

Котел конденсационный или неконденсационный? Трубы полимерные или железные? От этого может зависеть ответ на Ваш вопрос.

Гидравлический расчёт отопительных систем. Теплорасчёт (расчёт утепления) квартир и домов.

Скорость — это уже производная от расхода носителя тепла и трубного диаметра. Т.е. первичен по важным условиям собственно глобальный расход носителя тепла.

Для оснащения самого большого Коэффициент полезного действия котла, необходимо обеспечить расход носителя тепла таким, чтобы режим тепла котла был:

Касательно к навесным котлам и напольным со встречным направлением потоков (энергозависимые).

Для неконденсационного котла: 1а) Подача/обратка — 80/60 градусов для труб сделанных из металла в системе. 1б) 70/60 — для полипропиленовых труб.

Для котла конденсационного типа: 2а) Максимум 80/60 для труб сделанных из металла с уменьшением режима под управлением погодозависимой автоматики котла до 50/30. Чем ниже обратка для холодной пятидневки — тем больше экономии газа. К примеру, для экономии газа можно спроектировать режим котла для холодной пятидневки 70/50 с уменьшением режима в межсезонье до 40/30. 2б) Максимум 70/50 — для полипропиленовых труб. Понижение графика как и в предыдущем пункте будет давать возможность экономить газ.

П.С. А чтобы не было шума в трубах и арматуре, необходимо не превосходить максимально возможные скорости носителя тепла в трубах (можно смотреть на линейное сопротивление не больше 150-200 Па/метр), и не превосходить максимально возможные перепады давлений на арматуре (для термоклапанов не выше 30-60 кПа в зависимости от изготовителя и марки).

Гидравлический расчёт отопительных систем. Теплорасчёт (расчёт утепления) квартир и домов.

Выбор подходящей скорости носителя тепла в системе квартирного отопления

Точный расчет тепловых потерь дома

Для количественного показателя тепловых потерь дома существует специальная величина, которая называется тепловым потоком, а измеряется она в кКал/час. Эта величина физически показывает расход тепла, которое отдается стенами в окружающую среду при данном тепловом режиме внутри здания.

Зависит эта величина напрямую от архитектуры здания, от физических свойств материалов стен, пола и потолка, а также от многих других факторов, которые могут стать причиной выветривания теплого воздуха, например, неправильное устройство теплоизоляционного слоя.

Итак, величина тепловой потери здания является суммой всех тепловых потерь отдельных его элементов. Эта величина высчитывается по формуле: G = S*1/ Pо*(Тв- Тн)к, где:

G — искомая величина, выраженная в кКал/ч;
Po — сопротивление процессу обмена тепловой энергии (теплопередачи), выраженная в кКал/ч, это есть кв.м*ч*температура;
Тв, Тн — температура воздуха внутри помещения и снаружи соответственно;
к — уменьшающий коэффициент, который для каждого теплового заграждения является своим.

Стоит заметить, что поскольку расчет производится не каждый день, а в формуле есть показатели температуры, которые изменяются постоянно, то такие показатели принято брать в усредненном виде.

Это значит, что показатели температуры берутся средние, причем для каждого отдельного региона такой показатель будет своим.

Итак, теперь формула не содержит неизвестных членов, что позволяет осуществить достаточно точный расчет тепловых потерь конкретного дома. Остается узнать только понижающий коэффициент и значение величины Pо — сопротивления.

Обе эти величины в зависимости от каждого конкретного случая можно узнать из соответствующих справочных данных.

Некоторые значения понижающего коэффициента:

пол по грунту или деревянным лагам — значение 1;
перекрытия чердачные, при наличии кровли с кровельным материалом из стали, черепицы на разреженной обрешетке, а также кровли из асбестоцемента, бесчердачное покрытие с устроенной вентиляцией, — значение 0,9;
такие же перекрытия, как и в предыдущем пункте, но устроенные на сплошном настиле, — значение 0,8;
перекрытия чердачные, с кровлей, кровельным материалом которой является любой рулонный материал, — значение 0,75;
любые стены, которые разделяют между собой отапливаемое помещение с неотапливаемым, которое, в свою очередь, имеет наружные стены, — значение 0,7;
любые стены, которые разделяют между собой отапливаемое помещение с неотапливаемым, которое, в свою очередь, не имеет наружных стен, — значение 0,4;
полы, устроенные над погребами, расположенными ниже уровня наружного грунта, — значение 0,4;
полы, устроенные над погребами, расположенными выше уровня наружного грунта, — значение 0,75;
перекрытия, которые расположены над подвальными помещениями, которые располагаются ниже уровня наружного грунта или выше на максимум 1 м, — значение 0,6.

Исходя из вышеописанных случаев, можно примерно представить себе масштаб, и для каждого конкретного случая, который не вошел в данный список, самостоятельно выбрать понижающий коэффициент.

Статья по теме: Последовательность строительства дома из бруса своими руками

Некоторые значения для сопротивления теплопередаче:

Значение сопротивления для сплошной кирпичной кладки равно 0,38.

для обычной сплошной кирпичной кладки (толщина стены примерно равна 135 мм) значение равно 0,38;
то же, но с толщиной кладки в 265 мм — 0,57, 395 мм — 0,76, 525 мм — 0,94, 655 мм — 1,13;
для сплошной кладки, имеющей воздушную прослойку, при толщине 435 мм — 0,9, 565 мм — 1,09, 655 мм — 1,28;
для сплошной кладки из декоративного кирпича для толщины в 395 мм — 0,89, 525 мм — 1,2, 655 мм — 1,4;
для сплошной кладки с термоизоляционным слоем для толщины в 395 мм — 1,03, 525 мм — 1,49;
для деревянных стен из отдельных деревянных элементов (не брус) для толщины в 20 см — 1,33, 22 см — 1,45, 24 см — 1,56;
для стен из бруса с толщиной 15 см — 1,18, 18 см — 1,28, 20 см — 1,32;
для чердачного перекрытия из железобетонных плит с наличием утеплителя при их толщине в 10 см — 0,69, 15 см — 0,89.

Имея такие табличные данные, можно приступать к выполнению точного расчета.

Скорость движения воды в трубах системы обогрева.

На лекциях нам утверждали, что подходящая скорость движения воды в водопроводе 0,8-1,5 м/с. На некоторых сайтах встречаю аналогичное (именно про самую большую в полтора метра в секунду).

Однако в методичке сказано принимать потери на погонный метр и скорости — по приложению в методичке. Там скорости ну полностью другие, самая большая, что есть в табличке — как раз 0,8 м/с.

И в учебнике повстречал пример расчета, где скорости не превышают 0,3-0,4 м/с.

Дак в чем же сущность? Как вообще принимать (и как в реальности, в работе)?

Скрин таблички из методички прилагаю.

За ответы всем заблаговременно благодарю!

Ты чего хочешь-то? «Военную тайну» (как в действительности необходимо делать) узнать, или курсовик сдать? Если только курсовик — то по методичке, которую учитель и написал и ничего другого не знает и знать не желает. И если сделаешь как нужно

, так же и не примет.

0.036*G^0.53 — для стояков теплоснабжения

0.034*G^0.49 — для ммагистралей ветви, пока нагрузка не станет меньше до 1/3

0.022*G^0.49 — для концевых участков ветви с нагрузкой в 1/3 от всей ветви

В курсовике то я посчитал как по методичке. Но хотел выяснить, как по делу атмосфера.

Говоря иначе выходит в учебнике (Староверов, М. Стройиздат) тоже не правильно (скорости от 0,08 до 0,3-0,4). Но можеть быть там только пример расчета.

Offtop: Говоря иначе вы тоже подтверждайте, что по существу старые (относительно) СНиПы вполне совсем не уступают новым, а где то намного лучше. (нам про это многие преподаватели говорят. По ПСП вообще декан говорит, что их новый СНиП в большинстве случаев противоречит и законам и самому себе).

Но как правило все пояснили.

а расчет на уменьшение диаметров по ходу потока вроде экономит материалы. но повышает затраты труда на процесс установки. если труд дешевый-возможно есть смысл. если труд дорогостоящий — никакого смысла нет. И если на большои длине (теплотрасса) изменение диаметра выгодно -в пределах дома возня с данными диаметрами бессмысленно.

и еще есть понятие гидравлическои стойкости системы обогрева — и тут выигрывают схемы ShaggyDoc

Каждый стояк (верхняя разводка) отключаем вентилем от магистрали. Дак вот встречал, что сразу же после вентиля ставят краны двойной регулировки. Лучше?

И чем отключать сами отопительные приборы от подводок: вентилями, или устанавливать кран двойной регулировки, или и то и то? (говоря иначе если бы такой кран мог полностью закрывать трупровод — то вентиль тогда вообще не требуется?)

И для какой цели изолируют трубопроводные части? (обозначение — спиралью)

Система обогрева двухтрубная.

Мне именно по подающему трубопроводу узнать, вопрос выше.

У нас есть показатель местного сопротивления на вход потока с поворотом. Именно используем на вход через жалюзийную решётку в вертикальный канал. И показатель этот равён 2,5 — что есть много.

Говоря иначе как бы так выдумать, чтобы освободится от этого. Один из выходов — если решётка будет «в потолке», и вот тогда входа с поворотом не будет (хотя маленькой все же будет, так как воздух будет стягиваться по потолку, двигаясь в горизонтальном положении, и перемещаться к данной решётке, поворачивать на вертикальное направление, однако по логике это должно быть меньше, чем 2,5).

В многоквартирном дме решётку в потолке не сделаешь, соседи. а в одноквартирном — потолок не привлекательный с решёткой будет, да и мусор может попасть. говоря иначе проблематику так не решить.

часто сверлю, потом затыкаю

Берите теплопроизводительность и начальную с конечной температуры. Согласно этой информации Вы совсем достоверно посчитаете

скорость. Она, быстрее всего, будет максимум 0.2 м\С. Высокие скорости — необходим насос.

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 = 0.13 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%.

Общаямощность –Q, (Гкал/ч)	Жёсткостьподпиточной воды – ТН, (мг-экв.)	Максимальное количествоподпиточной воды –Vmax, (м³)
Q ≤ 0.1	Без ограничений	Без ограничений
0.1< Q ≤ 0.35	≤ 100	*Vmax= 3Объём установки**
0.35< Q ≤1.0	≤ 75	*Vmax= 3Объём установки**
0.1< Q ≤ 0.35	> 100	*Vmax= 0,313(**Q/ТН)
0.35< Q ≤1.0	> 75
1.0< Q	—-