Гидравлический расчет системы отопления частного дома: пример, расчет объема теплоносителя
Источник:
|
Нужно отметить, что инженерные расчеты систем водоснабжения и отопления никак нельзя назвать простыми, но без них обойтись невозможно, только очень опытный специалист-пpaктик может нарисовать систему отопления «на глазок» и безошибочно подобрать диаметры труб. Это если схема достаточно проста и предназначена для обогрева небольшого дома высотой 1 или 2 этажа. А когда речь идет о сложных двухтрубных системах, то рассчитывать их все равно придется. Эта статья для тех, кто решился самостоятельно выполнить расчет системы отопления частного дома. Мы изложим методику несколько упрощенно, но так, чтобы получить максимально точные результаты.
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 пpaктическая 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:
Определение расхода теплоносителя и диаметров труб
Вначале каждую отопительную ветвь надо разбить на участки, начиная с самого конца. Разбивка делается по расходу воды, а он изменяется от радиатора к радиатору. Значит, после каждой батареи начинается новый участок, это показано на примере, что представлен выше. Начинаем с 1-го участка и находим в нем массовый расход теплоносителя, ориентируясь на мощность последнего отопительного прибора:
G = 860q/ ∆t, где:
- G – расход теплоносителя, кг/ч;
- q – тепловая мощность радиатора на участке, кВт;
- Δt– разница температур в подающем и обратном трубопроводе, обычно берут 20 ºС.
Для первого участка расчет теплоносителя выглядит так:
860 х 2 / 20 = 86 кг/ч.
Полученный результат надо сразу нанести на схему, но для дальнейших расчетов он нам понадобится в других единицах – литрах в секунду. Чтобы сделать перевод, надо воспользоваться формулой:
GV = G /3600ρ, где:
- GV – объемный расход воды, л/сек;
- ρ– плотность воды, при температуре 60 ºС равна 0.983 кг / литр.
Имеем: 86 / 3600 х 0,983 = 0.024 л/сек. Потребность в переводе единиц объясняется необходимостью использования специальных готовых таблиц для определения диаметра трубы в частном доме. Они есть в свободном доступе и называются «Таблицы Шевелева для гидравлических расчетов». Скачать их можно, перейдя по ссылке: http://dwg.ru/dnl/11875
В данных таблицах опубликованы значения диаметров стальных и пластмассовых труб в зависимости от расхода и скорости движения теплоносителя. Если открыть страницу 31, то в таблице 1 для стальных труб в первом столбце указаны расходы в л/сек. Чтобы не производить полный расчет труб для системы отопления частого дома, надо просто подобрать диаметр по расходу, как показано ниже на рисунке:
Примечание. В левом столбце под диаметром сразу же указывается скорость движения воды. Для систем отопления ее значение должно лежать в пределах 0.2—0.5 м/сек.
Итак, для нашего примера внутренний размер прохода должен составлять 10 мм. Но поскольку такие трубы не используются в отоплении, то смело принимаем трубопровод DN15 (15 мм). Проставляем его на схеме и переходим ко второму участку. Так как следующий радиатор имеет такую же мощность, то применять формулы не нужно, берем предыдущий расход воды и умножаем его на 2 и получаем 0.048 л/сек. Снова обращаемся к таблице и находим в ней ближайшее подходящее значение. При этом не забываем следить за скоростью течения воды v (м/сек), чтобы она не превышала указанные пределы (на рисунках отмечена в левом столбце красным кружочком):
Важно. Для систем отопления с естественной циркуляцией скорость движения теплоносителя должна составлять 0.1—0.2 м/сек.
Как видно на рисунке, участок №2 тоже прокладывается трубой DN15. Далее, по первой формуле находим расход на участке №3:
860 х 1,5 / 20 = 65 кг/ч и переводим его в другие единицы:
65 / 3600 х 0,983 = 0.018 л/сек.
Прибавив его к сумме расходов двух предыдущих участков, получаем: 0.048 + 0.018 = 0.066 л/сек и вновь обращаемся к таблице. Поскольку у нас в примере делается не расчет гравитационной системы, а напopной, то по скорости теплоносителя труба DN15 подойдет и на этот раз:
Идя таким путем, просчитываем все участки и наносим все данные на нашу аксонометрическую схему:
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%.
Расчет расширительного бака
Чтобы произвести расчет расширительного бака для закрытой системы отопления, необходимо выяснить, насколько увеличивается объем жидкости при ее нагреве от комнатной температуры +20 ºС до рабочей, находящейся в пределах 50—80 ºС. Эта задача тоже не из простых, но ее можно решить другим способом.
Вполне корректным считается принимать объем бака в размере десятой части от всего количества воды в системе, включая радиаторы и водяную рубашку котла. Поэтому снова открываем паспорта оборудования и находим в них вместительность 1 секции батареи и котлового бака.
Далее, расчет объема теплоносителя в системе отопления выполняется по простой схеме: вычисляется площадь поперечного сечения трубы каждого диаметра и умножается на ее длину. Полученные значения суммируются, к ним прибавляются паспортные данные, а потом от результата берется десятая часть. То есть, если во всей системе 150 л воды, то вместительность расширительного бака должна составлять 15 л.
Заключение
Многие, прочитав данную статью, могут отказаться от намерения считать гидравлику самостоятельно ввиду явной сложности процесса. Рекомендация для них – обратиться к специалисту-пpaктику. Те же, кто проявил желание и уже сделал расчет тепловой мощности отопления на здание, наверняка справятся и с этой задачей. Но готовую схему с результатами все равно стоит показать опытному монтажнику для проверки.
Отзывы (через Facebook):
Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:
Обзор-инструкция на электрические котлы Протерм Скат 6,9,12,14,18,21,24,28 К. Технические хаpaктеристики, отзывы и цена. Ошибки, неисправности, схема подключения....
23 06 2021 23:12:31
Рассмотрим технические хаpaктеристики счетчиков на примере модели BK G4, инструкцию по эксплуатации (паспорт), принцип работы (левый, правый), срок службы и поверки, а также выясним — можно ли этот прибор остановить магнитом...
22 06 2021 0:25:13
Дымоход является неотъемлемой частью работы отопительных аппаратов, выводя продукты сгорания из помещения в атмосферу. Очень важно составить и смонтировать дымоход правильно ......
21 06 2021 6:55:17
Рекомендации по укладке теплого пола под плитку своими руками. Особенности монтажа электрических и водяных элементов нагрева....
20 06 2021 13:47:15
Что собой представляет паяльник для полипропиленовых труб. Рекомендации по выбору сварочного аппарата и насадок для него. Краткое описание процесса пайки....
19 06 2021 10:23:52
Подробное описание конструкции и того, как работает голландская печь из кирпича. Обзор разновидностей голландок и схем кирпичной кладки, присущие им достоинства и недостатки....
18 06 2021 21:13:56
Какими способами можно утеплить пол в частном доме. Утеплители для бетонных полов, их свойства и условия использования. Теплоизоляция пенополистиролом и керамзитом....
17 06 2021 18:26:19
Как правильно изготовить электродный отопительный котел в домашних условиях своими руками. Описание устройства и принципа работы отопительного агрегата....
16 06 2021 16:58:36
Обзор, какие существуют армированные полипропиленовые трубы для отопления и Г В С. Рекомендации по их выбору в соответствии с параметрами и способами прокладки....
15 06 2021 1:39:50
Для чего нужна группа безопасности котла в системе отопления. Ее устройство и назначение, указания по выполнению правильного монтажа....
14 06 2021 22:25:36
Создание локальной отопительной системы в доме. Монтаж системы отопления. Подбор оборудования и материалов....
13 06 2021 5:59:51
Из данной статьи вы узнаете о накопительных электрических водонагревателях (бойлерах) 50 литров и ознакомитесь с их техническими хаpaктеристиками и как выбрать плоскую или горизонтальную модель. Обзор Т О П-15 лучших моделей с описанием....
12 06 2021 0:50:30
Конструкционные варианты розеток со встроенным У З О, их внутреннее устройство. Схемы подключения защитных розеток. Преимущества и недостатки встроенных в розетку устройств защитного отключения. Правила подключения розеток с У З О к электросети, советы по выбору подходящей модели. Видеоматериалы...
11 06 2021 19:47:51
Обзор рекуператоров воздуха для частного дома и квартиры: что это такое, принцип работы, для чего нужен? Применение, виды, преимущества и недостатки в использовании в быту. Фото и видео...
10 06 2021 19:43:59
Рекомендации по выбору настенных электрических радиаторов для отопления частного дома или квартиры. Преимущества и недостатки электрических обогревателей....
09 06 2021 11:10:38
Конструкция, принцип действия, схема обвязки, преимущества и недостатки комбинированных котлов для отопления на дровах и электричестве....
08 06 2021 8:15:30
Чем отличаются колпаковые печи Кузнецова от всех остальных. Принцип действия купольной печки, функциональная схема, существующие разновидности....
07 06 2021 11:48:44
В данной статье вы узнаете какие бывают виды мансардных крыш частных домов и увидите фото типов крыш, а так же мы покажем вам варианты конструктивных решений....
06 06 2021 5:51:21
Какая бывает теоретическая температура горения угля различных видов. Удельная теплоотдача и реальная температура при сжигании углей в печах либо твердотоп. котлах....
05 06 2021 10:46:30
Виды бытовых редукторов для газового баллона. Описание, принцип работы редуктора под пропан, размеры и технические хаpaктеристики. Какой редуктор лучше, цена на редуктор...
04 06 2021 10:47:31
Однотрубные и двухтрубные схемы подключения радиаторов к котлу. Обзор распространенных разновидностей отопительных систем и способов подсоединения батарей....
03 06 2021 3:48:51
Рекомендации, как правильно выбрать и смонтировать гофрированные нержавеющие трубы для отопления. Технические хаpaктеристики труб, их преимущества и недостатки....
02 06 2021 20:46:38
Из данной статьи вы узнаете о проточных электрических водонагревателях и ознакомитесь с их техническими хаpaктеристиками и принципом работы, а также какой лучше. Т О П-10 моделей бытовых устройств для дома и отзывы покупателей....
01 06 2021 20:10:31
Из данной статьи вы узнаете о лучших ударных дрелях и как выбрать качественный прибор, а также ознакомитесь с техническими хаpaктеристиками устройств. Обзор Т О П-15 ударных, безударных и моделей с микроударом для алмазного бурения....
31 05 2021 9:43:32
Как выполняется ремонт газовых колонок своими руками. Виды неисправностей, их причины. Ремонт теплообменника и водяного узла нагревателя....
30 05 2021 21:34:17
В этой статье вы сможете узнать размеры шифера: длину и ширину 6, 7 и 8 волнового, толщину и полезную площадь 1 м2, узнаете сколько весит шиферное волнистое покрытие, уделим внимание достоинствам и недостаткам кровли....
29 05 2021 23:38:28
Рекомендации для выбора твердотопливного котла для отопления частного дома: устройство, подробное описание работы, фото и мнение экспертов....
28 05 2021 2:33:30
В этой статье мы поговорим о фасадных цокольных панелях для наружной отделки цоколя дома, видах облицовки (под кирпич и камень), технологии отделки и подготовки фундамента при помощи сайдинга и многом другом....
27 05 2021 12:27:10
Полная инструкция о установке снегодержателей. В этой статье вы узнаете, как установить снегозадержатели на металлочерепицу, какие существуют виды систем задержания снега, способах крепления и монтажа. Подробно поговорим о трубчатых и уголковых снегозадержателях, их достоинствах и недостатках....
26 05 2021 19:35:28
Подробный обзор печи Шведка: порядовка, особенности конструкции, кладка кирпича своими руками. Отопительно-варочная печь с духовкой. Преимущества и недостатки....
25 05 2021 16:30:41
Зачем нужен теплообменник для бани. Какие бывают контуры для нагрева воды, их принцип работы. Рекомендации по установке и подключению....
24 05 2021 18:59:58
Насколько выгодно устанавливать счетчик на отопление в квартире. Как выбрать прибор для индивидуального учета тепловой энергии. Рекомендации по установке теплосчетчика....
23 05 2021 18:46:24
В данной статье вы узнаете о серии газовых котлов Navien Deluxe, увидите их плюсы и минусы, инструкцию по эксплуатации и монтажу двухконтурных настенных моделей своими руками, а также ознакомитесь с отзывами владельцев и узнаете о возможных ошибках в процессе работы....
22 05 2021 1:57:27
В этой статье вы узнаете, как произвести монтаж оцинкованного водостока из стали и какая схема устройства водосточной системы из оцинковки. Рассмотрим виды водостоков: прямоугольного и круглого сечения, поговорим о том, как правильно установить желоб и другие элементы системы....
21 05 2021 13:15:48
Как изготавливают древесный уголь своими руками в домашних условиях. Описание технологии углежжения на производстве и оборудования, что для этого применяется....
20 05 2021 13:23:49
В данной статье вы узнаете каких размеров и какой вес у полуторного облицовочного кирпича, расскажем вам о основных производителях, а так же узнаете о его достоинствах и недостатках....
19 05 2021 6:17:17
В данной статье вы узнаете каково устройство плоской кровли, как проводится монтаж и строительство мягкой кровли, а так же вы увидите план конструкции крыши в разрезе, мы расскажем вам о том, как сделать плоскую эксплуатируемую крышу своими руками, какие материалы потребуются для покрытия и что входит в состав и схему крыши из наплавляемых материалов или деревянных балок....
18 05 2021 3:20:40
В этой статье вы узнаете, как произвести установку водостоков для крыши своими руками: монтаж водосточной системы из пластиковых бутылок и канализационных труб, ремонт и крепление кронштейна, крепеж желоба и как сделать водосток, если крыша уже покрыта. Поговорим о уклоне водосточного желоба на 1 метр и многое другое....
17 05 2021 8:22:58
Делаем коптильню своими руками из кирпича и металла. Особенности коптильни холодного и горячего копчения. Преимущества, недостатки и чертежи самодельных коптилен...
16 05 2021 13:32:27
Что лучше выбрать для отопления — конвектор или масляный обогреватель. Как функционирует тот и другой вид отопительных приборов. Сравнение достоин. и недостат....
15 05 2021 15:59:22
В данной статье вы ознакомитесь со свайно-ростверковым фундаментом: его устройством, используемыми технологиями при изготовлении основания, необходимой высотой установки и армированием. Также мы предоставим вам пошаговую инструкцию по монтажу....
14 05 2021 0:54:37
Как собрать простое термореле своими руками. Назначение и виды терморегуляторов для котла. Схемы самодельных приборов....
13 05 2021 22:32:39
Из данной статьи вы узнаете о лучших мотоблоках Нева серии М Б-23 и ознакомитесь с их техническими хаpaктеристиками и инструкцией по эксплуатации. Обзор Т О П-7 моделей, достоинства устройства, а также отзывы покупателей....
12 05 2021 13:46:48
Подробный обзор котлов Лемакс Премиум, наши отзывы. Модельный ряд, устройство, технические хаpaктеристики, недостатки, автоматика. Неисправности котла Лемакс...
11 05 2021 16:11:44
Обзор видов буржуек для дачи. Подробное описание моделей, принцип работы, К П Д буржуйки, преимущества и недостатки. Как собрать печь буржуйку своими руками.......
10 05 2021 10:11:32
Из статьи вы узнаете о электрокотле для отопления частного дома 50 квадратных метров и ознакомитесь с его техническими хаpaктеристиками, а также как выбрать водонагревательный прибор на пятьдесят литров. Обзор Т О П-8 лучших моделей....
09 05 2021 21:35:53
Как изготавливать топливные брикеты своими руками. Технология на производстве и в домашних условиях, оборудование для прессования....
08 05 2021 17:29:41
В этой статье мы расскажем, какой минимальный угол допустим для крыши из профнастила, а так же выясним, какой угол оптимален для односкатной и двускатной крыши. От каких факторов зависит угол ската крыши и как его правильно рассчитать?...
07 05 2021 17:48:38
Где необходимо устанавливать пpeдoxpaнительный клапан в системе отопления. Конструкция и принцип работы клапана, рекомендации по выбору и установке....
06 05 2021 7:14:55
Какая нужна краска для батарей отопления и какими составами лучше не пользоваться. Виды покрытий, их хаpaктеристики и преимущества. Рекомендации по окрашиванию радиаторов....
05 05 2021 22:58:27
Еще:
Оборудование -1 :: Оборудование -2 :: Оборудование -3 :: Оборудование -4 :: Оборудование -5 ::
