Главная 24 Ремонт своими руками 24 Как сделать гидравлический расчет системы отопления

Как сделать гидравлический расчет системы отопления

Содержание:

  • Цель и ход выполнения расчета
  • Определение расхода теплоносителя и диаметров труб
  • Расчет циркуляционного насоса
  • Расчет расширительного бака
  • Заключение

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.

Как сделать гидравлический расчет системы отопления

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:

Как сделать гидравлический расчет системы отопления

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:

Как сделать гидравлический расчет системы отопления

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):

Как сделать гидравлический расчет системы отопления

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:

Как сделать гидравлический расчет системы отопления

Идя таким путем, просчитываем все участки и наносим все данные на нашу аксонометрическую схему:

Как сделать гидравлический расчет системы отопления

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-практику. 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.

О admin

Оставить комментарий

x

Check Also

Как подобрать воздушный клапан

Содержание: Назначение и виды воздухоотводчиков Рекомендации по выбору воздушного клапана Заключение За нормальное функционирование системы водяного ...

Как подобрать расширительный бак для системы отопления

Содержание: Для чего нужен расширительный бак? Типы расширительных бачков Емкости открытого типа Закрытый мембранный бак Рекомендации ...

Как установить расширительный бак в системе отопления

Содержание: Где ставить расширительный бак в закрытой системе отопления? Как подключить расширительный бак Указания по ...

Как выбрать циркуляционный насос для отопления

Содержание: Принцип работы циркуляционных насосов Расчет производительности насоса Подбор насоса по напору и расходу Заключение В ...

Как выбрать и подключить мембранный расширительный бак

Содержание: Устройство и принцип работы мембранного бака Рекомендации по выбору Как правильно установить мембранный бак ...

Как установить циркуляционный насос в систему отопления

Содержание: Где надо ставить насос? Рекомендации по монтажу Порядок выполнения работ Заключение Принцип принудительной циркуляции ...

Как сделать двухтрубную систему отопления

Содержание: Виды двухтрубных систем отопления Горизонтальные системы Система отопления с принудительной циркуляцией Подбор диаметра труб ...

Однотрубная система отопления частного дома

Содержание: Принцип работы однотрубной системы Виды систем Преимущества и недостатки однотрубной системы Рекомендации по монтажу Заключение Поскольку однотрубная система отопления ...

Как промыть систему отопления в частном доме

Содержание: Необходимость промывки и ее периодичность Чем промыть систему отопления? Заключение Чтобы отопительная система частного дома прослужила ...

Как правильно оформить акт промывки системы отопления

Содержание: Как строится совместная работа с подрядной организацией? Порядок составления акта на очистку системы Заключение ...

Какую жидкость залить в систему отопления

Содержание: Виды антифризов и их свойства Особенности применения антифриза Расчет жидкости в системе отопления Как заливать ...

Какое должно быть давление в системе отопления

Содержание: Немного теории Давление в системе многоэтажного дома Давление в системе отопления частного дома Как ...

Как сделать отопление в гараже

Содержание: Особенности отопления гаража Чем отопить гараж? Система водяного отопления Отопление в гараже от электричества ...

Какая система отопления лучше — однотрубная или двухтрубная?

Содержание: Плюсы и минусы однотрубной системы Плюсы и минусы двухтрубной системы Как переделать однотрубную систему ...

Как выполняется балансировка системы отопления

Содержание: Зачем делать балансировку? Методы выполнения балансировки Настройка по температуре Заключение После монтажа водяной отопительной ...

Как спустить воздух с системы отопления

Содержание: Почему в системе отопления появляется воздух? Заполнение системы с вытеснением воздуха Как избавиться от ...

Запорно-регулирующая арматура для системы отопления

Содержание: Виды запорно-регулирующей арматуры Запорная арматура Запорно-регулирующие элементы систем Смесительно-регулировочная арматура Заключение Нормальное функционирование любой ...

Как сделать геотермальное отопление в частном доме

Содержание: Принцип действия геотермальных систем Виды геотермальных систем Рекомендации по монтажу Заключение Общеизвестен факт, что ...

Как сделать лучевую систему отопления

Содержание: Устройство коллекторной системы Плюсы и минусы лучевой системы отопления Рекомендации по монтажу Заключение Благодаря ...

Как сделать тепловой насос своими руками

Содержание: Устройство и принцип работы Тепловой насос воздух-воздух Тепловой насос вода-вода Как собрать тепловой насос ...

Как сделать солнечный коллектор

Содержание: Как работает солнечный коллектор? Конструкция плоского коллектора Устройство вакуумного коллектора Как изготовить солнечный коллектор? ...

Как сделать паровую турбину

Содержание: Как работает паровая турбина? Как сделать паровую турбину в домашних условиях? Применение паровой турбины ...

Как сделать электроотопление в доме или в квартире

Содержание: Электрическое отопление в квартире Электрообогрев частного дома Как экономить электричество? Заключение В силу различных ...

Как сделать автономное отопление в квартире

Содержание: С чего начать? Чем отапливать? Использование природного газа Устройство электроотопления Выбор котла Рекомендации по ...

Рейтинг@Mail.ru