Гидравлический расчёт системы отопления

Содержание

Как сделать гидравлический расчет системы отопления – теория и практика

Гидравлический расчёт системы отопления
Гидравлические вычисления
Расход теплоносителя
Наглядный пример
Скорость потока и расчет сопротивления
Потери напора
Специфика выбора основной ветви в двухтрубной системе
Итоги

Задачей гидравлического расчета системы отопления является нахождение точных значений диаметра трубопровода и мощности насоса. Эти параметры обязательны для организации эффективного обогрева помещений.

Гидравлические вычисления

Основными гидравлическими показателями, необходимыми для проведения расчетов, являются:

  • Скорость циркуляции теплоносителя внутри контура.
  • Уровень сопротивляемости труб и арматуры.
  • Объем воды.

Каждый из этих показателей напрямую связан с остальными: любое изменение какого-то параметра влечет за собой перемену общей картины.

К примеру, уменьшение диаметра провоцирует не только убыстрение движения теплоносителя: увеличивается также и гидравлическое сопротивление. И наоборот, при увеличении сечения труб происходит уменьшение скорости и сопротивления.

Учитывая эту тенденцию, можно без труда добиться сокращения расходов на материалы, улучшения эффективности и надежности обогрева жилища.

Система обогрева состоит из четырех главных элементов:

  1. Регулирующая (термоклапаны, термовентили) и запорная арматура (шаровые краны, вентиля).
  2. Трубопровод.
  3. Батареи водяного отопления.
  4. Источник тепловой энергии (котельное оборудование).

Для этих элементов характерно наличие индивидуальных параметров, требующих учета при организации отопления.

Обычно фирмами-изготовителями на выпускаемом оборудовании указывается информация о характеристиках: это касается как обычных отопительных радиаторов, так и любых расходных материалов. Для упрощения расчета были разработаны специальные таблицы и диаграммы.

К примеру, для облегчения подбора полипропиленовых труб они сопровождаются документацией со специальными номограммами для гидравлических расчетов.

Расход теплоносителя

Без труда можно заметить, что расход и количество нагретой воды в котле непосредственно связаны между собой. На объемы подготовленного теплоносителя напрямую влияет тепловая нагрузка на котел.

Она же, в свою очередь, зависит от того, сколько тепла утекает из помещения на улицу. Его необходимо компенсировать обогревом. Расчет гидравлики позволяет понять, сколько теплоносителя расходуется на отдельных пролетах контура.

Каждый из них обладает постоянным сечением и расходом.

Наглядный пример

Для проведения вычислений можно взять контур, состоящий из двух колец отопления (первое немного длиннее второго). Каждое из них лучше разбить на отрезки, пронумеровав от точки с наибольшим расходом.

Продолжительность первого участка от котла определяется до момента перемены расхода теплоносителя. Обычно такой точкой выступает ближайший стояк или радиатор.

Гидравлический расчет отопления проводится одновременно для подающей и обратной трубы, во избежание перебоев с циркуляцией.

Для расчета расхода теплоносителя используется формула: G = Q / (c * (t2 — t1)). Здесь G ― расход воды в системе (кг/сек); Q ― тепло (Вт), необходимое для восполнения теплопотерь; t2 ― температура, до которой необходимо довести теплоноситель; t1 ― температура остывшей воды; С ― удельная теплоемкость воды (постоянная величина, равная 4,2 кДж/(кг•°С).

Обладая информацией о расходах, при помощи специальных справочников несложно определить сечение отопительных труб. В тех же источниках, наряду с диаметром, содержаться указания на скорость потока и потери давления.

Также важно понимать, что по мере движения по стоякам сечение труб постепенно уменьшается. К примеру, диаметр магистральной трубы может быть 32 мм. На следующем участке переходят на 24 мм, а еще дальше – 16 мм.

Резких перепадов сечения лучше не допускать.

Скорость потока и расчет сопротивления

Нежелательно, чтобы теплоноситель двигался по трубам медленнее, чем 0,2 – 0,3 м/с. Это грозит образованием воздушных пробок, за счет выделения газа из воды. Как результат, эффективность системы, как минимум, снизится. Что касается верхнего порога скорости, то он рекомендован на уровне 0,7 – 1,5 м/с.

При его превышении теплоноситель будет сильно шуметь. Рекомендованный показатель, на который необходимо ориентироваться при расчете скорости теплоносителя ― 0,5 – 0,7 м/с.

Потери напора

Потери напора характерны для всех участков и первого, и второго кольца контура. Под этим понятием подразумеваются суммарные потери на трение внутри труб, арматуры и батарей.

Для определения сопротивления системы отопления потребуется знание следующих величин:

  • ν – скорость.
  • ρ – плотность.
  • R –потери напора в трубопроводе.
  • l –длина данного участка трубопровода.
  • Σζ – суммарное сопротивление.

Специфика выбора основной ветви в двухтрубной системе

Исходя из практического опыта проведенных вычислений, при наличии попутного движения теплоносителя в двухтрубной схеме лучше выбрать более нагруженный стояк через нижнюю батарею. В однотрубном контуре речь о кольце через самый загруженный стояк. Если горячая вода имеет тупиковое движение, в двухтрубной системе выбирают кольцо нижнего радиатора наиболее загруженного удаленного стояка.

Однотрубная схема предполагает идентичный подход. В горизонтальном контуре предпочитают кольцо самого загруженного направления нижнего этажа. Подобные работы по гидравлическому расчету двухтрубной системы отопления должны проводиться максимально внимательно, т.к. малейшая погрешность может вылиться в крупные неприятности.

Итоги  

Гидравлическое сопротивление системы отопления является очень важной величиной, без которой невозможно организовать эффективный обогрев жилища. Настоятельно рекомендуется провести все требуемые расчеты максимально точно.

Если нет уверенности в собственных силах, лучше не рисковать, и пригласить для этого квалифицированного специалиста.

В тех же случаях, когда было принято решение реализовать это вычисление самостоятельно, важно не спешить, все делая с учетом рассмотренных примеров.

Источник: https://teplospec.com/montazh-remont/kak-sdelat-gidravlicheskiy-raschet-sistemy-otopleniya-teoriya-i-praktika.html

Гидравлический расчет системы водяного отопления

Гидравлический расчёт системы отопления

Самый быстрый и простой способ сделать гидравлический расчет системы отопления – это онлайн калькулятор. Не имея узкопрофильного образования, даже не стоит пытаться выполнить расчет в таблице Excel.

Покупать специальную программу за большие деньги, естественно, тоже бессмысленно.

Совет таков: если хотите избежать проблем, то сразу обратитесь к хорошему специалисту, которых на самом деле не так уж и много, так что будьте внимательны.

Что такое гидравлический расчет

Гидравлический расчет делают только для крупных контуров обогрева.

Принцип работы водяной системы отопления заключается в том, что по трубам и батареям циркулирует теплоноситель. Это жидкость (вода или антифриз) которая нагревается в котле и потом прогоняется по всему контуру циркуляционным насосом или благодаря силе гравитации.

Теплоноситель во время циркуляции встречает гидравлическое сопротивление. Кроме этого, жидкость немного останавливается из-за трения об стенки труб.

 Гидравлический расчет систем отопления выполняется для того, чтобы вычислить оптимальное значение сопротивления контура, при котором скорость теплоносителя будет в пределах нормы (2-3 м/с для герметичного контура).

По заключению вычислений мы узнаем следующие ключевые параметры:

Независимо от того где выполнялся гидравлический расчет системы отопления, на онлайн калькуляторе или в Excel, его пользу  сложно переоценить. Так как одним выстрелом мы убиваем двух зайцев: контур работает, как часы и нет перерасхода средств, ведь мы точно будем знать оптимальные параметры элементов системы.

Гидравлический расчет нужно делать только для больших систем отопления, которые обогревают дома с площадью от 200 м. кв. Для маленьких контуров это необязательно.

Специалисты делают гидравлический расчет системы отопления в Excel таблице. Это очень сложный процесс, который под силу далеко не всем людям с профильным образованием, не говоря уже о дилетантах.

Нужно разбираться в теплотехнике, гидравлике, знать основы монтажа и многое другое. Получить эти знания можно только в высшем учебном заведении. Есть специализированные программы для гидравлического расчета системы отопления.

 Но опять же работать с ними могут только люди, имеющие профильное образование.

Зачем нужна аксонометрическая схема

Аксонометрическая схема – это трехмерный чертеж системы отопления. Сделать гидравлический расчет отопления без нее просто нереально. В чертеже указывается:

  • разводка труб;
  • места уменьшения диаметра труб;
  • размещение теплообменников и другого оборудования;
  • места установки трубопроводной арматуры;
  • объем батарей.

Для утепления часто используется Пенофол. Технические характеристики позволяют использовать его даже при высоких температурах, например, в парной.

О том, как правильно утеплить крышу гаража мы писали в этой статье.

От размера батарей зависит их тепловая мощность, которой должно хватить на обогрев каждого помещения. Чтобы подобрать радиаторы нужно знать теплопотери. Чем они больше, тем мощнее нужны теплообменники. Аксонометрия выполняется с соблюдением масштаба.

Методы гидравлического расчета

Как мы уже сказали, гидравлический расчет можно сделать на онлайн-калькуляторе, при помощи специальной программы или же в таблице Excel. Первый вариант подойдет даже для тех, кто ничего не понимает в теплотехнике и гидравлике. Естественно, что таким методом можно получить только приблизительные значения, использовать которые в больших и сложных проектах нельзя.

Пример аксонометрической схемы.

Программное обеспечение стоит очень дорого и покупать его на один раз смысла нет, а вот сделать таблицу в Excel можно без вложений. Выполнить расчет, можно используя разные формулы:

  • теоретической гидравлики;
  • СНИПа 2.04.02-84.

Но также может отличаться и метод вычислений: удельных потерь давления или характеристик сопротивления. Последний не может применяться для гравитационных систем с естественной циркуляцией теплоносителя.

При монтаже маленьких двухтрубных контуров обогрева с принудительной циркуляцией достаточно придерживаться нескольких простых правил. Основные магистрали делаются из полипропиленовых труб с наружным диаметром 25 мм.

Отводы к радиаторам выполняется из труб 20 мм. А о том, как подобрать насос мы писали здесь.

Пример гидравлического расчета в Excel

Сразу отметим, что ниже будет описан самый простой гидравлический расчет системы отопления. Пример расчета выполнен с использованием  формул теоретической гидравлики для прямого трубопровода в горизонтальной плоскости длиною 100 м. Используется труба с наружным диаметром 108 мм, толщина стенки 4 мм.

Гидравлический расчет в Excel.

Для вычислений нам потребуются следующие исходные данные:

  • расход воды;
  • температура подачи и обратки;
  • условный проход трубы;
  • длина контура;
  • шероховатость трубы;
  • общий коэффициент сопротивления.

На примере гидравлического расчета системы отопления нам надо определить три основных критерия – это потери давления на трение (ПДТр), потери давления на местных сопротивлениях (ПДМС) и потери давления в трубопроводе (ПДТп). Все значения должны быть в Паскалях (Па). Ниже представленные формулы будут рассчитываться в кг/см. кв. Чтобы перевести кг/см. кв в Паскали умножаем на 9,18 и на 10 тыс.

Перед утеплением погреба в гараже нужно сделать качественную гидроизоляцию от грунтовых вод.

Если нет возможности утеплиться снаружи, теплоизоляция гаража укладывается изнутри. Далее тут.

Для вычисления ПДТр нам нужно характеристику гидравлического сопротивления умножить на дельту температур теплоносителя. Для расчета ПДМС нужно среднюю плотность воды умножить на ПДТр, коэффициент гидравлического трения и на 1 тыс. Затем полученное значение делим на 2, потом на 9,18 и на 10 тыс. Потери давления в трубопроводе вычисляются суммированием ПДТр и ПДТп.

Итоги

Чтобы сделать гидравлический расчет системы отопления используют программу, онлайн-калькулятор или таблицу Excel. На примере мы показали, что для человека без профильного образования сделать правильные вычисления невозможно. Поэтому лучший вариант – это заказать его у специалиста. Если дом маленьких, то расчет не нужен.

Источник: https://utepleniedoma.com/otoplenie/otoplenie-doma/gidravlicheskij-raschet-otopleniya

Гидравлический расчет системы отопления, сопротивление, испытание, пример и программа

Гидравлический расчёт системы отопления

В последнее время автономная отопительная система становится все более востребованной. Большинство владельцев квартир отказываются от централизованного отопления, считая индивидуальную систему более надежной и качественной.

При этом довольно часто основной причиной выбора именно автономной системы отопления становится ее доступность и экономичность. Конечно, изначально на приобретение необходимого оборудования и монтаж системы придутся потратиться.

Однако все затраты окупаются довольно быстро, поскольку в дальнейшем обслуживание такой системы обходится значительно дешевле, чем ежемесячная оплата централизованного отопления.

Конечно, экономичность автономной системы достигается только в том случае, если она была правильно подобрана и установлена. В связи с этим огромное значение приобретает гидравлический расчет системы отопления, который необходимо проводить заранее.

Схема автономного отопления квартиры

  • Для чего он нужен?
  • Пример расчета гидравлики отопления
  • Использование программ

Прежде всего, следует понимать, что старая программа контроля функционирования отопительной системы значительно отличается от современной именно по причине различного осуществления гидравлического режима.

Помимо этого, современные отопительные системы отличаются использованием более качественных материалов и технологий монтажа – что также отображается на их себестоимости и экономичности.

Более того, современная система позволяет совершать контроль на всех этапах и замечает даже незначительное колебание температуры.

Аксонометрическая схема системы отопления коттеджа — первые этап гидравлического расчета

Можно сделать простой вывод: применение более качественной, модернизированной современной системы позволяет значительно снизить уровень энергопотребления, что, в свою очередь, ведет к повышению экономичности системы.

Однако не следует самостоятельно монтировать отопительную систему, поскольку этот процесс требует специальных знаний и навыков. В частности, нередко проблемы возникают из-за неправильно установленного каркаса и отказа от проведения гидравлического расчета системы отопления.

Что же важно учитывать при монтаже системы:

  • только в случае правильно выполненного монтажа будет осуществляться равномерная подача теплоносителя ко всем элементам системы. А этот показатель – залог равновесия между регулярно изменяющейся температурой воздуха снаружи и внутри помещения.
  • минимализация затрат на эксплуатацию системы (в особенности – топливной) приводит к тому, что значительно снижается гидравлическое сопротивление системы отопления.
  • чем больше диаметр используемых труб – тем выше будет себестоимость отопительной системы.
  • система должна быть не только надежной и качественно установленной. Важным фактором является и ее бесшумность.

Какую информацию получаем после того, как сделан гидравлический расчет отопления:

  • диаметр труб, применимый на различных участках системы для ее максимально эффективной работы;
  • гидравлическая устойчивость системы отопления в разных сегментах отопительной системы;
  • тип гидравлической связки трубопровода. В некоторых случаях для достижения максимального равновесия отдельных процессов используется специальный каркас.
  • расход и давление теплоносителя во время циркуляции в отопительной системе.

Конечно, расчет гидравлического сопротивления системы отопления является довольно затратным процессом.

Однако следует учитывать то, что правильность его проведения дает возможность получения максимально точной информации, необходимой для создания качественной отопительной системы.

Поэтому наиболее правильным является привлечение специалиста, а не попытка произвести данный расчет самостоятельно.

Пример рабочей схемы в программе при выполнении гидравлического расчета

Перед тем, как будет проведен гидравлический расчет системы отопления онлайн, следует получить такие данные:

  • равновесие показателей тепла во всех помещениях, которые необходимо будет отапливать;
  • наиболее подходящий тип отопительных приборов, прорисовать на предварительном плане отопительной системы их детальное расположение;
  • определение типа и диаметра используемых для монтажа системы труб;
  • разработка плана запорного и направляющего каркасов. Помимо этого, важно до мелочей продумать расположение в системе всех элементов – от генераторов тепла до вентилей, стабилизаторов давления и датчиков контроля уровня температуры теплоносителя;
  • создание максимально детального плана системы, на котором будут указаны все ее элементы, а также длина и нагрузка сегментов;
  • определить расположение замкнутого контура.

Пример таблицы с полученными данными гидравлического расчета

Пример расчета гидравлики отопления

Приведем пример гидравлического расчета системы отопления. Возьмем отдельный участок трубопровода, на котором наблюдается стабильная теплопотеря. Диаметр труб не меняется.

Определить этот участок следует, основываясь на данных о тепловом балансе помещения, в котором он находится. Важно помнить – нумерация участков начинается от источника тепла. Помечаем связующие узлы, присутствующие на подающем участке магистрали прописными буквами.

Принципиальная схема отопления

В случае если на магистрали присутствуют узлы – их следует пометить небольшим штрихом. Используем арабские цифры для определения узловых точек, которые присутствуют в участках ответвления. При горизонтальной отопительной системе каждая из точек соответствует номеру этажа здания.

В случае применения вертикальной системы значение точки соответствует значению стояка. Узлы, в которых происходит сбор потока, также следует отмечать штрихами. Следует отметить, что номера непременно должны состоять из двух цифр.

Первая из них означает начало участка, ну а вторая, соответственно, – конец.

В случае применения вертикальной системы нумерацию стояков следует проводить арабскими цифрами, следуя при этом по часовой стрелке.

Для определения протяженности всех участков трубопровода следует использовать предварительно составленную детальную план-смету. При ее  создании следует придерживаться точности 0,1 м. При этом тепловой поток участка, в котором происходят вычисления, равен тепловой нагрузке, отдаваемой теплоносителем в данном сегменте системы.

Показатели гидравлического расчета расчетного циркуляционного контура с учетом потерь давления на местные сопротивления на участках

Использование программ

В процессе моделирования новой постройки, наиболее рациональным является использование специальной программы, которая максимально точно определяет тепловые и гидравлические характеристики будущей отопительной системы. А можно использовать программу excel. При этом программа предоставляет такие данные:

  • необходимый диаметр трубопровода;
  • размер отопительных устройств;
  • тип регулирования вентилей балансировки;
  • уровень настройки регулировочных вентилей;
  • уровень предварительного регулирования термостатических клапанов;
  • настройку датчиков колебания давления в системе.

Конечно же, непосвященному пользователю будет крайне сложно провести самостоятельно расчет и гидравлическое испытание системы отопления.

Наиболее правильным вариантом является обращение к специалисту, который имеет достаточный опыт в данной сфере.

В случае, когда возможности привлечения профессионала нет, следует внимательно ознакомиться с методической литературой, в которой максимально детально описывается процесс проведения гидравлического расчета.

Оцените публикацию:
Загрузка…

Источник: http://otoplenie-doma.org/gidravlicheskij-raschet-sistemy-otopleniya.html

Основные принципы и этапы гидравлического расчета отопления для частного дома

Гидравлический расчёт системы отопления

Бесспорно, автономная система отопления имеет ряд достоинств и преимуществ, почему и используется чаще, нежели централизованное теплоснабжение. Сегодня многие стремятся обогреть свое жилище собственными усилиями, ведь только так можно достичь оптимального соотношения экономичности и хорошего отопления.

Конечно, вначале придется затратить несколько больше времени и ресурсов.

Однако, современные системы гидравлического отопления имеют совершенно новый подход к распределению и регулированию процесса теплоподачи, что в конечном итоге позволит окупить вложенные средства.

Стоит понимать, что подобная система будет правильно и эффективно функционировать лишь при верно спроектированном отоплении. Поэтому данный расчет отопления для частного дома получает огромную актуальность.

Понятие и суть гидравлического расчета отопления

Все механизмы обеспечения гидравлического режима являются весомым отличием между старой и новой системой контроля за отопительной системой. Ввиду того, что современные системы используют новейшие конструкции, материалы и технические решения, они получают сложные динамические процессы, которые мгновенно реагируют на малейшие изменения в температурном режиме.

С одной стороны, проектирование гидравлической системы влечет за собой немалую экономическую выгоду, а с другой – обустройство такого механизма теплоподачи требует глубоких специальных знаний в области применения высокотехнологической арматуры и прочих средств для прокладки подобной системы.

Важно! Применение гидравлической системы отопления и регулирующей арматуры — главное условие эффективной работы современных систем отопления.

Соблюдение всех вышеуказанных условий вызвано следующими обстоятельствами:

  • Подача теплоносителя обязана подаваться в количестве, достаточным для успешного и эффективного обогрева помещения при переменной температуре как наружного воздуха, так и воздуха внутри помещения;
  • Попытки минимизировать эксплуатационные затраты, направленные в первую очередь на преодоление сопротивления гидравлики внутри отопительной системы;
  • Минимизация капиталовложений, которые существенно зависят от диаметра прокладываемых труб;
  • Тихая, надежная и эффективная работа проложенной системы отопления.

Источники отопления частного дома

Сегодня вы найдете множество источников отопления, начиная от газового, электронагревательных приборов, инфракрасных и микатермических обогревателей, масляных радиаторов и теплых полов, заканчивая каминами или печками. Иногда встречаются даже системы воздушного отопления.

Каким бы не был тип вашего отопления, существуют общепринятые нормы расчета удельной мощности котла, которые напрямую зависят от типа климатической зоны, в которой он используется:

  • Удельная мощность (W) = 1500-2000 Вт — для северных районов;
  • Удельная мощность (W) = 1200-1500 Вт — для центральных районов;
  • Удельная мощность (W) = 700-900 Вт — для южных районов.

Чтобы рассчитать удельную мощность котла, необходимую для успешного обеспечения обогрева помещения, используется формула — Удельная мощность (W) = (S*W)/10, где:

  • S — показатель суммарной площади отапливаемого помещения;
  • W — максимальная мощность котла с расчета на 10 м3, которая указывается с учетом погодных особенностей региона.

Важно! Чтобы упростить все необходимые расчеты, можно принять удельную мощность котла за единицу. Поэтому нормативная мощность котла учитывается из расчета 10000 Вт на 100 м2.

Особенности и этапы проектирования системы отопления

Совершенно очевидно, что тип необходимого отопления будет зависеть от площади отапливаемого дома. Ввиду того факта, что система с естественной циркуляцией обладает малой инерционностью, ее можно применить исключительно для жилища, чья площадь не превышает 100 м2. Расчет, проектирование и монтаж подобных систем рассчитывается с учетом множества особенностей.

К примеру, здания с большой площадью требуют принудительной циркуляции теплоносителя. Подобный эффект достигается за счет включения в систему специальных циркулярных насосов.

Важно! Установив циркуляционные насосы в обратную линию, которая ведет к котлу, удастся продлить срок их службы. Благодаря подобной хитрости, получится избежать непосредственного контакта с горячей водой.

Такой насос работает беспрерывно, поэтому требует наличие определенных технических характеристик:

  1. Бесшумность работы.
  2. Надежность.
  3. Прочность.
  4. Долговечность.
  5. Простота эксплуатации.

Какие особенности имеет расчет гидравлического отопления

Гидравлический расчет системы отопления по праву считается наиболее сложным и трудоемким этапом в процессе проектирования системы отопления для частного дома.

Перед началом проектирования необходимо выполнить ряд расчетно-графических работ:

  • Рассчитать тепловой баланс в помещениях, которые будут отапливаться;
  • Необходимо выбрать тип отопительных приборов и теплообменных поверхностей, после чего указать их размещение на планах жилищной площади;
  • Выбрать необходимый тип конфигурации и вид водяного отопления. Принять решения по поводу размещения источников теплоподачи, трассировки веток магистральных труб;
  • Выделить тип используемого оборудования, регулирующей и запорной арматуры (кранов, вентилей, клапанов и терморегуляторов);
  • Найти главное циркулярное кольцо, которое является последовательным набором участков трубопровода, учитывая максимальный расход теплоносителя. Для двухтрубной системы используется принцип – от источника теплопередачи до конечного элемента потребления, а для однотрубной – от стояка до термоисточника.

Особенности двухтрубной системы отопления

За расчетный участок трубопровода берется участок с фиксированным диаметром и стабильным расходом теплового носителя, который рассчитывается, исходя из теплового баланса отапливаемого помещения.

Чтобы рассчитать двухтрубную систему гидравлического отопления следует включить нумерацию расчетных участков, начиная с источника тепла, то есть теплового генератора или котла.

Узловые точки, которые указываются на подающей магистрали, выделяются заглавными буквами в ответвленных местах. Такие узлы при сборке указываются со штрихом.

Таблица: расход топлива

Когда рассматриваются узловые точки на стояках, отмечаются на схемах простыми арабскими цифрами, которые обозначают номер этажа в горизонтальных системах и номер приборного стояка при вертикальной системе. Цифры выделяются штрихом в местах сборки потока теплового носителя. Каждый расчетный участок, взятый по отдельности, обозначается двумя символами, которые обозначают его начало и конец.

Однотрубная система отопления: проектировка и особенности

В том случае, когда необходимо выполнить расчет однотрубной системы отопления, первым делом рассчитывается диаметр стояка и магистралей по давлению. В принципе, расчет однотрубных систем мало чем отличается от расчета двухтрубных. Порядок действия совпадает с вышеприведенным примером.

Расчет можно проводить и по обратной схеме: сначала определить диаметры по кольцу, после чего перейти к замыкающим участкам. В таких измерениях коэффициент затекания находится по графику, составленному по результатам предыдущих исследований.

Важно! Не стоит учитывать заранее принятое количество воды, которое попадает в нагревательные приборы, так как этот показатель не является постоянным и точным.

Каким образом выполнить гидравлический расчет

Чтобы произвести подобный расчет при проектировании системы отопления для частного дома, можно использовать специальную программу, к примеру, HERZ. C. O. С ее помощью вы в автоматическом режиме подберете:

  1. Диаметр будущего трубопровода.
  2. Размеры и необходимую мощность отопительных приборов.
  3. Предварительную и конечную настройку термостатических клапанов и вентилей.
  4. Настройки регуляторов контроля давления.

Заключение

Итак, в конечном итоге, вы можете заметить, что гидравлический анализ и расчет отопительной системы – сложный и кропотливый процесс, который обязательно стоит поручить профессионалам и специалистам в данной области. Существуют специальные фирмы и бюро, специалисты которых разберут весь процесс проектирования по деталям.

Проектирование на деле потребует учета таких показателей, как потеря давления, мощность насоса циркуляции, режим работы системы и многих других. Однако, каждый из этих показателей присутствует в ГОСТе, а специалисты быстро и качественно разберутся.

Источник: http://delai-remont.com/otoplenie/gidravlicheskij-raschet-sistemy-otopleniya.html

Как сделать гидравлический расчет системы отопления

Гидравлический расчёт системы отопления

Нужно отметить, что инженерные расчеты систем водоснабжения и отопления никак нельзя назвать простыми, но без них обойтись невозможно, только очень опытный специалист-практик 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 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:

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 напорной, 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.

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.