Проживание в большинстве регионов страны вынуждает заботиться о качественном, надежном и эффективном отоплении собственного жилья. Традиционно для многоквартирных домов применяется централизованное отопление, однако, в последнее время популярными стали автономные системы, которые предусматривают монтаж всех элементов замкнутого контура от котла до радиаторов в пределах одной квартиры.
Частные дома не имеют подвода централизованного топления, поэтому в них установка независимой отопительной системы является неотъемлемым атрибутом жилья. И для автономных систем в квартирах, и для частного сектора требуется грамотный гидравлический расчет системы отопления. Такой подход обеспечит разумный баланс в использовании материалов и получении необходимого результата в виде достаточной температуры в помещении.
Систематизация данных
Чтобы правильно провести гидравлический расчёт системы отопления, понадобится разобраться в основных терминах. Это обеспечит понимание происходящих внутри системы процессов. Например, повышение скорости теплоносителя способно привести к параллельному увеличению в трубопроводе гидросопротивления.
Когда повышается расход теплоносителя, учитывая трубопровод установленного диаметра, повысится скорость прохождения теплоносителя, а возрастет гидросопротивление. С увеличением трубопровода скорость движения в нем воды понижается, равно как и давление в результате трения.
.jpg)
Принцип работы системы с естественной циркуляцией
В большинстве традиционных отопительных систем, для которых принято проводить гидравлический расчет отопления, присутствуют следующие обязательные элементы:
- источник тепловой энергии;
- магистральный трубопровод;
- гидравлическая арматура, как запорная, так и регулировочная;
- отопительные приборы в виде радиаторов.
Каждый из элементов имеет свои гидравлические характеристики, которые принимаются в виде входных данных для гидравлического расчета системы отопления через онлайн калькулятор.
Помогают получить практические данные и номограммы от производителей. В некоторых из них указываются понижение давления в трубах, из расчета на 1 м длины. Здесь видна взаимосвязь физических характеристик от гидравлических значений.
Почему необходимо делать расчет
Современные системы отопления в большинстве случаев применяют новые технологии и материалы, для которых производители предусмотрели режимы работы с большей эффективностью. Также современные системы способны осуществлять температурный контроль практически на любом этапе и в любой области контуров.
ВИДЕО: Гидравлический расчёт системы отопления в программе VALTEC.PRG
Использование усовершенствованной системы обеспечит пониженное энергопотребление отопления. Такой подход позволит повысить экономичность ее использования. Желательно для расчетов и монтажа задействовать более опытных помощников, помогающих учесть многие нюансы:
- равномерное распределение нагретого теплоносителя между элементами возможно только при правильном монтаже с соблюдением физических законов термодинамики;
- понижение сопротивления во время перемещения жидкости приводит к минимизации эксплуатационных затрат;
- повышение диаметра магистральных труб влечет за собой удорожание системы;
- кроме надежности и безопасности, необходимо обеспечить бесшумность, которая зависит от правильности монтажа.
Результатом гидравлического расчета системы отопления, пример расчета будет дальше, станет получение следующих значений:
- значение диаметра труб, которые должны использоваться на том или ином участке системы отопления;
- гидроустойчивость на разных участках системы;
- разновидность гидравлической связки всех точек;
- параметр давления и расхода горячей воды в системе.
Разбираем пример
Контур предположительно состоит из десяти радиаторов, имеющих мощность по 1 кВт. Расчетный отрезок будет представлен в виде трубы, располагающейся между радиатором и источником тепла (котлом). Подразумевается, что на участке присутствует труба одинакового диаметра.
На первом этапе проводится расчет перемещения 10 кВт тепловой энергии, а во второй ситуации в расчет будет включено уже 9 кВт, чтобы обеспечить постепенное уменьшение значения. Гидросопротивление принято рассчитывать как для подачи, так и для обратки.
Базовую формулу для вычисления в однотрубной схеме для расчетного участка на расход теплоносителя принято брать следующую:
|
Rуч=(3.6*Tуч)/(w*(th-tc)) |
в которой присутствуют следующие значения:
- Tуч – значение в ваттах тепловой нагрузки участка;
- w – константа, обозначающая удельную теплоемкость воды;
- th – температурное значение разогретого теплоносителя в подающей трубе;
- tc – температурное значение остывшего теплоносителя в обратной трубе.
Автоматизировать процесс помогают различные программы для расчета системы отопления, скачать бесплатно их можно на многих сайтах.
Значения скорости воды и потери давления на трение
|
Место размещения трубопровода |
Скорость воды, м/с |
Потери давления, Па/м |
|
Внутри помещений (стояки, радиаторы, отопительные приборы) |
0,4-0,7 |
50-110 |
|
Внутри жилых строений (подвалы, распределительные трубопроводы) |
0,9-1,7 |
110-210 |
|
Внутри производственных и промышленных комплексов |
1,1-2,2 |
110-260 |
Для расчетов понадобятся также следующие данные:
- подходящие по типажу отопительные приборы, габариты которых желательно прорисовать на подготовленном плане;
- проводится подбор труб, их тип и диаметр;
- тепловой баланс в комнатах, подготовленных для монтажа в них отопления;
- осуществляется подбор запорной арматуры, при этом необходимо проработать позиции всех составных элементов, как вентилей, так и расположение кола;
- план расположения должен быть прорисован в точном масштабе, с указанием длин, нагрузок на каждый участок;
- на плане необходимо будет выявить замкнутый контур.
Значение перепадов давления
Расчет перепадов давления также относится к приоритетному вопросу во время монтажа отопления. На перепады влияют наличие следующих факторов:
- клапаны разделительные или перепускные;
- значение диаметров труб на отдельных участках;
- величина гидравлической стойки и балансовый клапан;
- регулировочные клапаны, смонтированные на стояках и подводках.
Схема отопления должна содержать расчетную тепловую нагрузку для каждого из отопительных приборов. При монтаже более, чем одного потребителя, понадобится поделить общую нагрузку между всеми элементами.
ВИДЕО: Практический урок гидравлического расчета системы отопления
