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:
Технология утепления стен пенопластом своими руками - поговорим о теплоизоляции наружных стен, расчете толщины и размеров утеплителя, какая плотность и какой вид утеплителя подходит для установки снаружи. Как выбрать пенопласт и какой расход материалов при утеплении....
28 11 2021 10:46:41
Перечень альтернативных энергоносителей, которые может использовать экономное отопление дома без газа. Методика определения оптимального вида топлива для обогрева жилища....
27 11 2021 5:44:45
Фольгированный пенофол: способы применения, свойства, основные виды и технические хаpaктеристики. Утепление стен снаружи и изнутри. Утепление трубопровода пенофолом.....
26 11 2021 22:28:14
В данной статье вы узнаете о плюсах и минусах сайдинга Деке (docke), о его цветовых вариантах и о различных видах, а так же мы предоставим вам инструкцию по монтажу винилового и блок хаус сайдинга в форме елочки, с фото примеров работ....
25 11 2021 14:35:38
В этой статье вы узнаете, какие существуют материалы для теплоизоляции стен изнутри, как их правильно выбрать и рассчитать оптимальную толщину утеплителя....
24 11 2021 13:50:14
В этой статье мы поговорим о фактурной фасадной краске, плюсах и минусах покрытия для фасада дома, видах структурной краски для наружных работ и особенностях рельефной краски....
23 11 2021 15:35:15
Какая схема отопления двухэтажного дома лучше. Виды систем, их преимущества и недостатки. Рекомендации по выбору схемы в зависимости от индивидуальных условий....
22 11 2021 19:43:59
Подробная инструкция по изготовлению пиролизного котла своими руками: чертеж, рекомендации по выбору материала, расчет, видео....
21 11 2021 1:56:40
В данной статье вы узнаете о таких видах цокольного сайдинга как: Техоснастка, Хольцпласт, металлический, Vox, виниловый, Гранд Лайн, узнаете о их достоинствах и недостатках, а так же сможете выбрать лучший вариант для себя....
20 11 2021 18:51:44
В данной статье вы узнаете, что представляет из себя утеплитель для стен дома снаружи под сайдинг, узнаете как производится обшивка и утепление деревянного дома минватой и пенополистиролом своими руками, а так же узнаете как правильно выбрать утеплитель и что дешевле - штукатурка или сайдинг....
19 11 2021 16:40:38
Когда необходима опрессовка системы отопления. Порядок проведения испытаний в соответствии с правилами. Составление акта опрессовки....
18 11 2021 5:57:36
Описание, основные виды бойлеров, напольные и настенные, чем отличаются, какой лучше выбрать, монтаж бойлера косвенного нагрева, как подключить бойлер ......
17 11 2021 15:33:52
Из данной статьи вы узнаете о печи Везувий для бани и ознакомитесь с ее техническими хаpaктеристиками и размерами, а также как выбрать устройство. Обзор Т О П-10 лучших моделей и отзывы покупателей....
16 11 2021 12:14:17
Почему паровое отопление нельзя устраивать в жилых домах. Особенности котлов для производ. пара и требов. к монтажу систем. Как организ. печное водяное отопл....
15 11 2021 9:53:54
Подробный обзор настенных двухконтурных газовых котлов Навьен. Цена, модельный ряд, преимущества и недостатки. Отзывы, устройство, технические хаpaктеристики...
14 11 2021 5:35:39
В данной статье вы узнаете что представляет из себя металлический сайдинг под дерево (доска), узнаете какова его комплектация, технические хаpaктеристики, а так же мы расскажем вам о подробном монтаже сайдинга....
13 11 2021 2:53:25
В этой статье мы поговорим о виниловых фасадных панелях для наружной отделки дома, а именно о видах (кирпич, дерево), достоинствах и недостатках панелей для фасада, технологии монтажа и многом другом....
12 11 2021 2:43:41
Из данной статьи вы узнаете о лучших накопительных водонагревателях (бойлер) Ariston и на что обратить внимание при покупке устройства. Обзор Т О П-15 моделей с описанием достоинств и недостатков и отзывы покупателей....
11 11 2021 14:31:15
Рекомендации, как правильно пользоваться бойлером и проточным водонагревателем. Советы по выполнению монтажа, запуска и экономии электроэнергии....
10 11 2021 20:36:19
В этой статье мы поговорим о утеплении фасадов минеральной ватой и технология утепления частного дома базальтовой (каменной) минватой Роквул под сайдинг и штукатурку своими руками. Расскажем, какие виды минераловатных плит существуют и какой лучше выбрать....
09 11 2021 10:11:18
Особенности энергонезависимых напольных газовых котлов Протерм Volk KSO 12,-16: устройство, хаpaктеристики, инструкция по эксплуатации. Преимущества и недостатки моделей, отзывы...
08 11 2021 12:50:33
Какой минимальный угол наклона крыши из мягкой кровли? В этой статье вы узнаете, как выбрать уклон кровли для гибкой и битумной черепицы, как рассчитать наклон кровли по специальной технологии....
07 11 2021 19:55:54
Ответ на вопрос, для чего нужен комнатный термостат для газового котла. Описание принципа действия прибора и видов бытовых терморегуляторов, их достоинства и недостатки....
06 11 2021 16:30:22
Из данной статьи вы узнаете о лучших аккумуляторных перфораторах и какой выбрать прибор, а также ознакомитесь с техническими хаpaктеристиками устройств. Обзор Т О П-10 моделей и отзывы покупателей....
05 11 2021 22:32:46
В данной статье вы узнаете, что из себя представляет газовый котел Bosch 24 квт, мы предоставим вам его технические хаpaктеристики, инструкцию по эксплуатации двухконтурной модели, а так же отзывы владельцев....
04 11 2021 8:44:15
Как правильно выполнить подготовительные работы к заливке и какую выдержать толщину стяжки теплого пола. Рекомендации по устройству деформационных швов....
03 11 2021 18:30:32
Что собой представляет мастер-флеш для дымохода и из каких материалов производится. Рекомендации по монтажу на разных видах кровельных покрытий....
02 11 2021 7:44:19
Как устроена и функционирует лучевая система отопления. Ее преимущества и недостатки по сравнению с другими схемами. Рекомендации по выполнению монтажа....
01 11 2021 15:38:34
В этой статье мы поговорим о фасадных панелях П В Х, а именно о видах облицовки для фасада (под камень, кирпич и т.д), тех. хаpaктеристики наружной отделки и многое другое....
31 10 2021 6:57:56
В данной статье вы узнаете что представляет из себя сайдинг корабельная доска, узнаете о его технических хаpaктеристиках, размере бруса, о видах покрытия, а так же расскажем вам о подробном монтаже сайдинга, с фото процесса....
30 10 2021 15:33:48
В данной статье вы узнаете как сделать двухскатную крышу своими руками, как правильно построить двускатную крышу, а так же вы узнаете что такое мауэрлат, в чем отличие конструкции мансарды от нежилой крыши, увидите пошаговую инструкцию по постройке, конструкцию крыши, фото и чертежи....
29 10 2021 18:18:48
Из данной статьи вы узнаете о проточном электрическом водонагревателе на душ и ознакомитесь с его техническими хаpaктеристиками и особенностями. Обзор Т О П-10 моделей и какая самая лучшая, а также отзывы покупателей....
28 10 2021 16:11:15
Из данной статьи вы узнаете о электрической дрели Makita и ознакомитесь с ее техническими хаpaктеристиками, а также какой принцип действия. Обзор Т О П-15 аккумуляторных, ударных и безударных моделей, как выбрать прибор и отзывы покупателей....
27 10 2021 20:40:34
Сибирские банные печи Термофор – обзор модельного ряда на примере самых ярких его представителей. Агрегаты с функциями подогрева воды....
26 10 2021 11:10:27
Чтобы сэкономить до 40% на затратах на теплоснабжение и исключить зависимость от цен на энергоносители целесообразно использовать геотермальные тепловые насосы ......
25 10 2021 11:15:41
Как сделать отопление дома своими руками – поэтапное руководство. Расчет и выбор системы, подбор теплового оборудования. Рекомендации по монтажу....
24 10 2021 20:40:35
Как правильно производится установка циркуляционного насоса в систему отопления. Место врезки и правила монтажа перекачивающих агрегатов....
23 10 2021 20:23:54
Рекомендации, как выбрать циркуляционный насос для системы отопления. Принцип работы агрегатов, выполнение расчетов их производительности и напора....
22 10 2021 0:28:55
Рекомендации, как сделать декоративный камин своими руками из различных материалов. Инструкция по сборке фальш-камина из дерева и гипсокартона. Создание имитации пламени....
21 10 2021 15:30:59
Замена старых радиаторов на новые своими руками. Установка радиаторов отопления, что для этого необходимо. Демонтаж старого чугунного радиатора отопления...
20 10 2021 18:25:15
Для водоснабжения небольшого дачного домика будет достаточно погружного насоса , а для 2-3-х этажного загородного дома уже нужна насосная станция, способная обеспечивать нужное давление...
19 10 2021 6:10:40
Из данной статьи вы узнаете о лучших генераторах для частного дома и какой инверторный прибор лучше выбрать, а также ознакомитесь с техническими хаpaктеристиками устройств. Обзор Т О П-20 моделей, их параметры и принцип работы....
18 10 2021 9:40:19
Какие П П Р труб применяются в системах обогрева и как выбрать полипропил. трубы для отопления. Плюсы и минусы изделий из PP-R в сравнении с металлопласт. труб....
17 10 2021 10:51:43
В данной статье вы узнаете, какую марку бетона для ленточного фундамента частного дома лучше выбрать и использовать в строительстве, а так же мы расскажем вам какой у них состав и в каких пропорциях стоит замешивать....
16 10 2021 19:35:47
Из данной статьи вы узнаете как правильно выбрать газовую колонку для квартиры и частного дома и на что обратить внимание при выборе проточного газового водонагревателя....
15 10 2021 4:47:26
В данной статье вы узнаете как выбрать лучший вид облицовочного кирпича, мы рассмотрим такие виды как: железногорский, слоновая кость, зеленый, гиперпрессованный, терекс, черный, солома, евро, мстера, для цоколя, рваный, фигурный, фагот, гибкий, бежевый и т.д, а так же вы узнаете о их размерах и цветах....
14 10 2021 4:11:25
Как осуществляется отопление сжиженным газом в баллонах частных домов или коттеджей. Общая информация об использовании углеродистых газов для обогрева помещений....
13 10 2021 8:20:19
В каких местах необходима теплоизоляция труб отопления. Наиболее распространенные материалы, рекомендации по выбору и монтажу....
12 10 2021 23:54:34
В данной статье вы узнаете о достоинствах и недостатках настенных газовых котлов Bosch, а так же мы предоставим вам инструкцию по эксплуатации двухконтурных и одноконтурных отопительных моделей....
11 10 2021 15:13:43
Основные неисправности котла Baxi. Ошибка Е01, Е02. Причины, ремонт и методы устранения своими руками. Не включается, не загорается горелка, котел не греет воду...
10 10 2021 11:23:47
Еще:
Оборудование -1 :: Оборудование -2 :: Оборудование -3 :: Оборудование -4 :: Оборудование -5 ::
