Расчет расхода теплоносителя

Содержание

Расчет скорости движения теплоносителя в трубопроводах

При проектировании систем отопление особое внимание следует уделять скорости движения теплоносителя в трубопроводах, так как скорость на прямую влияет на уровень шума. Согласно СП 60.13330.2012. Свод правил

Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003 максимальная скорость воды в системе отопления определяется по таблице

Свод правил. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003 максимальная скорость воды в системе отопления определяется по таблице

Согласно СП 60.13330.2012. Свод правил. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003 максимальная скорость воды в системе отопления определяется по таблице.

Допустимый эквивалентный уровень шума, дБА	Допустимая скорость движения воды, м/с, в трубопроводах при коэффициентах местных сопротивлений узла отопительного прибора или стояка с арматурой, приведенных к скорости теплоносителя в трубах
До 5	10	15	20	30
25	1.5/1.5	1.1/0.7	0.9/0.55	0.75/0.5	0.6/0.4
30	1.5/1.5	1.5/1.2	1.2/1.0	1.0/0.8	0.85/0.65
35	1.5/1.5	1.5/1.5	1.5/1.1	1.2/0.95	1.0/0.8
40	1.5/1.5	1.5/1.5	1.5/1.5	1.5/1.5	1.3/1.2
Примечания В числителе приведена допустимая скорость теплоносителя при применении кранов пробочных, трехходовых и двойной регулировки, в знаменателе — при применении вентилей. Скорость движения воды в трубах, прокладываемых через несколько помещений, следует определять, принимая в расчет: помещение с наименьшим допустимым эквивалентным уровнем шума; арматуру с наибольшим коэффициентом местного сопротивления, устанавливаемую на любом участке трубопровода, прокладываемого через это помещение, при длине участка 30м в обе стороны от этого помещения. При применении арматуры с большим гидравлическим сопротивлением (терморегуляторы, балансировочные клапаны, регуляторы давления прохода и др.) во избежание шумообразования рабочий перепад давления на арматуре следует принимать согласно рекомендациям изготовителя.

calceng.ru

Гидравлическая увязка

Балансировка перепадов давления в отопительной системе выполняется посредством регулирующей и запорной арматуры.

Гидравлическая увязка системы производится на основании:

проектной нагрузки (массового расхода теплоносителя);
данных производителей труб по динамическому сопротивлению;
количества местных сопротивлений на рассматриваемом участке;
технических характеристик арматуры.

Установочные характеристики – перепад давления, крепление, пропускная способность – задаются для каждого клапана. По ним определяют коэффициенты затекания теплоносителя в каждый стояк, а затем – в каждый прибор.

Потери давления прямо пропорциональны квадрату расхода теплоносителя и измеряются в кг/ч, где

S – произведение динамического удельного давления, выраженного в Па/(кг/ч), и приведенного коэффициента для местных сопротивлений участка (ξпр).

Приведенный коэффициент ξпр является суммой всех местных сопротивлений системы.

Антифриз в качестве теплоносителя

Более высокими характеристиками для эффективной работы отопительной системы обладает такой тип теплоносителя, как антифриз. Заливая антифриз в контур отопительной системы, можно свести риск замерзания отопительной системы в холодное время года до минимума. Антифриз рассчитан на более низкие температуры, чем вода, и они не способны изменить его физического состояния. Антифриз выделяется многими преимуществами, так как он не вызывает отложений накипи и не способствует коррозийному износу внутренней области элементов системы отопления.

Даже если антифриз и затвердеет при очень низких температурах, он не будет расширяться подобно воде, а это не повлечет никаких поломок компонентов отопительной системы. В случае замерзания антифриз превратится в гелеобразный состав, а объем сохранится прежний. Если после замерзания температура теплоносителя в системе отопления повысится, он из гелеобразного состояния перейдет в жидкое, а это не вызовет никаких негативных последствий для отопительного контура.

Многие производители добавляют в антифриз различные присадки, которые способны увеличить эксплуатационный срок отопительной системы.

Такие присадки способствуют удалению из элементов отопительной системы различных отложений и накипи, а также устраняют очаги коррозии. Выбирая антифриз, нужно помнить, что такой теплоноситель не является универсальным. Присадки, которые в нем содержаться, подойдут только для определенных материалов.

Существующие теплоносители для систем отопления-антифризы можно разделить на две категории исходя из температуры их замерзания. Одни рассчитаны на температуру до – 6 градусов, а другие до -35 градусов.

Свойства различных видов антифризов

Состав такого теплоносителя, как антифриз рассчитан на полных пять лет эксплуатации, или на 10 сезонов отопления. Расчет теплоносителя в системе отопления должен быть точным.

Существуют у антифриза и свои недостатки:

Теплоемкость антифриза на 15% ниже, чем у воды, а значит, они будут медленнее отдавать тепло;
У них довольно высокая вязкость, а это значит, что в систему нужно будет монтировать достаточно мощный циркуляционный насос.
При нагреве антифриз увеличивается в объеме больше чем вода, значит, отопительная система должна включать расширительный бак закрытого типа, а радиаторы должны обладать большей емкостью, чем те, которые используются для организации отопительной системы, в которой теплоносителем является вода.
Скорость теплоносителя в системе отопления – то есть, текучесть антифриза, на 50% больше чем у воды, значит, все соединительные разъемы отопительной системы необходимо очень тщательно герметизировать.
Антифриз, который включает в свой состав этиленгликоль, является для человека токсичным, поэтому его можно использовать только для котлов одноконтурного типа.

В случае использования в системе отопления такого типа теплоносителя, как антифриз, необходимо учитывать определенные условия:

Система должны быть дополнена циркуляционным насосом с мощными параметрами. Если циркуляция теплоносителя в системе отопления и контур отопления является большой протяженности, то циркуляционный насос должен быть наружной установки.
Объем расширительного бака должен быть не меньше, чем в два раза по сравнению с баком, который применяется для такого теплоносителя, как вода.
В отопительную систему необходимо монтировать объемные радиаторы и трубы с большим диаметром.
Запрещается использовать воздухоотводчики автоматического типа. Для отопительной системы, в которой теплоносителем является антифриз, можно использовать только краны ручного типа. Более популярным краном ручного типа является кран Маевского.
Если антифриз разбавлять, то только с дистиллированной водой. Талая, дождевая или колодезная вода никак не подойдут.
Перед тем, как будет производиться заправка системы отопления теплоносителем – антифризом, ее нужно хорошо промыть водой, не забывая и про котел. Производители антифризов рекомендуют менять их в системе отопления хотя бы раз в три года.
Если котел холодный, то не рекомендуется задавать сразу высокие нормативы температуры теплоносителя системе отопления. Она должны подниматься постепенным образом, теплоносителю необходимо некоторое время на обогрев.

Если зимой двухконтурный котел, работающий на антифризе, будет отключен на долгий период, то необходимо из контура горячего водоснабжения слить воду. В случае замерзания вода может расшириться и нанести ущерб трубам или другим элементам отопительной системы.

Расчет объема воды в системе отопления с онлайн калькулятором

Каждая отопительная система обладает рядом значимых характеристик – номинальную тепловую мощность, расход топлива и объем теплоносителя. Расчет объема воды в системе отопления требует комплексного и скрупулезного подхода. Так, вы сможете выяснить, котел, какой мощности выбрать, определить объем расширительного бака и необходимое количество жидкости для заполнения системы.

Значительная часть жидкости располагается в трубопроводах, которые в схеме теплоснабжения занимают самую большую часть.

Поэтому для расчета объема воды нужно знать характеристики труб, и важнейший из них – это диаметр, который определяет вместимость жидкости в магистрали.

Если неправильно сделать расчеты, то система будет работать не эффективно, помещение не будет прогреваться на должном уровне. Сделать корректный расчет объемов для системы отопления поможет онлайн калькулятор.

Калькулятор объема жидкости в отопительной системе

В системе отопления могут использоваться трубы различных диаметров, особенно в коллекторных схемах. Поэтому объем жидкости вычисляют по следующей формуле:

Рассчитывается объем воды в системе отопления можно также как сумма ее составляющих:

В сумме эти данные позволяют рассчитать большую часть объема системы отопления. Однако кроме труб в системе теплоснабжения есть и другие компоненты. Чтобы произвести расчет объема отопительной системы, включая все важные компоненты теплоснабжения, воспользуйтесь нашим онлайн калькулятором объема системы отопления.

Совет

Сделать вычисление с помощью калькулятора очень просто. Нужно ввести в таблицу некоторые параметры, касающиеся типа радиаторов, диаметра и длины труб, объема воды в коллекторе и т.д. Затем нужно нажать на кнопку «Рассчитать» и программа выдаст вам точный объем вашей системы отопления.

Проверить калькулятор можно, используя указанные выше формулы.

Пример расчета объема воды в системе отопления:

Значения объемов различных составляющих

Объем воды в радиаторе:

алюминиевый радиатор — 1 секция — 0,450 литра
биметаллический радиатор — 1 секция — 0,250 литра
новая чугунная батарея 1 секция — 1,000 литр
старая чугунная батарея 1 секция — 1,700 литра.

Объем воды в 1 погонном метре трубы:

ø15 (G ½») — 0,177 литра
ø20 (G ¾») — 0,310 литра
ø25 (G 1,0″) — 0,490 литра
ø32 (G 1¼») — 0,800 литра
ø15 (G 1½») — 1,250 литра
ø15 (G 2,0″) — 1,960 литра.

Чтобы посчитать весь объем жидкости в отопительной системе нужно еще добавить объем теплоносителя в котле. Эти данные указываются в сопроводительном паспорте устройства или же взять примерные параметры:

напольный котел — 40 литров воды;
настенный котел — 3 литра воды.

Выбор котла напрямую зависит от объема жидкости в системе теплоснабжения помещения.

Основные виды теплоносителей

Существует четыре основных вида жидкости, используемых для заполнения отопительных систем:

Вода – максимально простой и доступный теплоноситель, который может использоваться в любых отопительных системах. Вместе с полипропиленовыми трубами, которые предотвращают испарение, вода становится практически вечным теплоносителем.
Антифриз – этот теплоноситель обойдется уже дороже воды, и используется в системах нерегулярно отапливаемых помещений.
Спиртосодержащие теплоносители – это дорогостоящий вариант заполнения отопительной системы. Качественная спиртосодержащая жидкость содержит от 60% спирта, около 30% воды и порядка 10% объема составляют другие добавки. Такие смеси обладают отличными незамерзающими свойствами, но огнеопасны.
Масло – в качестве теплоносителя используется только в специальных котлах, но в отопительных системах практически не применяется, так как эксплуатация такой системы обходится очень дорого. Также масло очень долго разогревается (необходим разогрев, как минимум, до 120°С), что технологически очень опасно, при этом и остывает такая жидкость очень долго, поддерживая высокую температуру в помещении.

В заключении стоит сказать, что если система отопления модернизируется, монтируются трубы или батареи, то нужно произвести перерасчет ее общего объема, согласно новым характеристика всех элементов системы.

Вычисление местных сопротивлений

Местные сопротивления возникают в трубе и арматуре. На величину данных показателей влияют:

шероховатость внутренней поверхности трубы;
наличие мест расширения или сужения внутреннего диаметра трубопровода;
повороты;
протяженность;
наличие тройников, шаровых кранов, приборов балансировки и их количество.

Сопротивление рассчитывается для каждого участка, который характеризуется постоянным диаметром и неизменным расходом теплоносителя (в соответствии с тепловым балансом помещения).

Исходные данные для расчета:

длина расчетного участка – l, м;
диаметр трубы – d, мм;
заданная скорость теплоносителя – u, мм;
характеристики регулирующей арматуры, предоставляемые производителем;
коэффициент трения (зависит от материала трубы), λ;
потери на трение — ∆Pl, Па;
плотность теплоносителя (расчетная) – ρ = 971,8 кг/м3;
толщина стенки трубы – dн х δ, мм;
эквивалентная шероховатость трубы – kэ, мм.

Гидравлическое сопротивление — ∆P на участке сети рассчитывается по формуле Дарси-Вейсбаха.

Символ ξ в формуле означает коэффициент местного сопротивления.

Мощность генератора тепла

Одним из основных узлов отопительной системы является котел: электрический, газовый, комбинированный – на данном этапе не имеет значения. Поскольку нам важна главная его характеристика – мощность, то есть количество энергии за единицу времени, которая будет уходить на отопление.

Мощность самого котла определяется по ниже приведённой формуле:

Wкотла = (Sпомещ*Wудел) / 10,

где:

Sпомещ – сумма площадей всех комнат, которые требую отопления;
Wудел – удельная мощность с учётом климатических условий местоположения (вот для чего нужно было знать климат региона).

Что характерно, для разных климатических зон имеем следующие данные:

северные области – 1,5 – 2 кВт/м2;
центральная зона – 1 – 1,5 кВт/м2;
южные регионы – 0,6 – 1 кВт/м2.

Эти цифры достаточно условны, но тем не менее дают явный численный ответ относительно влияния окружающей среды на систему отопления квартиры.

На данной карте представлены климатические зоны с разными температурными режимами. От расположения жилья относительно зоны и зависит сколько нужно тратить на обогрев метра квадратного кВатт энергии (+)

Что такое гигакалория или как рассчитать тепловую энергию

Сразу нужно обратить внимание, что именно такая единица измерения как «калория» (кал или cal) широко используется для расчетов объемов потребления энергии, в том числе и тепловой. Калория является специальной или внесистемной единицей измерения, которая приравнивается к 4,19 Дж

Именно столько энергии используется для нагрева всего 1 г воды на 1 ° C при нормальном атмосферном давлении. Использование такой величины позволяет легко производить расчеты теплосодержания воды, поставляемой на различные объекты коммунального или промышленного назначения. А учитывая тот факт, что тепло в дома и квартиры, чаще всего, попадает при помощи жидкого теплоносителя, в роли которого за редким исключением традиционно выступает вода, то именно учет в Гкал стал наиболее оптимальным вариантом.

Важно обратить внимание, что из-за того, что 1 калория представляет собой практически мизерную величину, то для удобства учета, единицей измерения тепла выступает Гкал, которая равна 1 млрд. калорий. Следует уточнить и тот факт, что учет тепловой энергии в Гкал для коммунальной сферы в России применяется с 1995 г., именно тогда было принято соответствующее постановление министерства топлива и энергетики

В соответствии с этим документом вводилась норма потребления тепловой энергии на 1 м 2 , усредненное значение которой составляла 0,0342 в месяц. Но нужно отметить, что это показатель отличается в разных регионах и в зависимости от климатических условий может быть выше или ниже

Следует уточнить и тот факт, что учет тепловой энергии в Гкал для коммунальной сферы в России применяется с 1995 г., именно тогда было принято соответствующее постановление министерства топлива и энергетики. В соответствии с этим документом вводилась норма потребления тепловой энергии на 1 м 2 , усредненное значение которой составляла 0,0342 в месяц. Но нужно отметить, что это показатель отличается в разных регионах и в зависимости от климатических условий может быть выше или ниже.

Подбор теплосчётчика

Подбор теплосчётчика на квартиру осуществляется исходя требований теплоснабжающей организации изложенных в технических условиях и требований нормативных документов. Как правило, требования предъявляются к:

погрешности измерений
составу и глубине архива
наличию устройств съёма и передачи данных

Для квартирного учёта потребления тепла допускаются счётчики тепловой энергии с датчиками расхода метрологический класс которых не ниже третьего.

Подбирая теплосчётчик следует уделить должное внимание выбору типоразмера расходомера, который определяется по расходу теплоносителя через систему отопления квартиры. Зачастую типоразмер квартирного теплосчётчика меньше диаметра трубы на вводе в систему отопления квартиры

Этот факт иногда вызывает возмущение собственников квартир и неопытных монтажников мол «заузили диаметр» и после установки теплосчётчика в квартиру будет поступать меньше теплоносителя. Доля правды в этом есть, действительно установка квартирного теплосчётчика увеличивает гидравлическое сопротивление системы отопления. Поэтому при подборе квартирных счётчиков тепла следует обязательно выполнять гидравлический расчёт узла учёта для проверки его влияния на систему отопления.

Водный объем носителя тепла в трубе и радиаторе как осуществляется расчет

Водный объем или носителя тепла в самых разнообразных трубопроводах, например как полимерный этилен малого давления (ПНД труба) трубы из полипропилена, трубы из металлопластика, трубы профильные, важно знать при выборе какого то оборудования, в особенности расширительного бачка. Например в металлопластиковой трубе диаметр 16 в метре трубы 0,115 гр. носителя тепла

носителя тепла

Например в металлопластиковой трубе диаметр 16 в метре трубы 0,115 гр. носителя тепла.

Вы знали? Быстрее всего нет. Да и вам собственно для чего это знать, пока вы не встретились с выбором, например расширительного бачка. Знать объем носителя тепла в системе обогрева нужно не только для выбора расширительного бачка, но и для приобретения антифриза. Антифриз реализуется в неразбавленном до -65 градусов и разбавленном до -30 градусов виде. Узнав объем носителя тепла в системе обогрева вы сумеете приобрести ровное кол-во антифриза. Например, неразбавленный антифриз нужно разбавлять 50*50 (вода*антифриз), а это означает при объемах носителя тепла равном 50 литров, вам потребуется приобрести всего 25 литров антифриза.

Рекомендуем для вас форма расчета объёма воды (носителя тепла) в водопроводе и отопительных радиаторах. Введите длину трубы конкретного диаметра и мгновенно узнаете сколько в этом участке носителя тепла.

Водный объем в трубах разных диаметров: выполнение расчета

Как только вы рассчитали объем носителя тепла в водомерном узле, однако для создания полной картины, а конкретно чтобы узнать весь объем носителя тепла в системе, еще вам потребуется высчитать объем носителя тепла в отопительных радиаторах.

Объемного расчет воды в трубах

Водный объем в определенных металлических батареях

Уж сейчас то вам точно не будет трудно подсчитать объем носителя тепла в системе обогрева.

Объемного расчет носителя тепла в отопительных радиаторах

Для того чтобы подсчитать весь объем носителя тепла в системе обогрева нам нужно еще добавить водный объем в котле. Его узнать можно в паспорте котла либо же взять приблизительные цифры:

котел напольный — 40 литров воды;

навесной котел — 3 литра воды.

Краткое руководство по применению калькулятора «Объемного расчет воды в самых разнообразных трубопроводах»:

в первом перечне подберите материал трубы и его диаметр (это может быть пластик, полипропилен, металопластик, сталь и диаметры от 15 — …)
в другом перечне пишем метраж подобранной трубы из первого перечня.
Жмем «Высчитать».

«Высчитать кол-во воды в отопительных радиаторах»

в первом перечне выбираем меж осевое расстояние и из каких материалов отопительный прибор.
вводим численность секций.
Жмем «Высчитать».

Отопление ‘target=»_blank»>’)

Как рассчитать расход

Значение представляет собой количество теплоносителя в килограммах, которое тратится в секунду. Оно используется для передачи температуры в помещение посредством радиаторов. Для расчёта необходимо знать потребление котла, которое расходуется на обогрев одного литра воды.

Формула:

G = N / Q, где:

N — мощность котла, Вт.
Q — теплота, Дж/кг.

Величину переводят в кг/час, умножая на 3600.

Формула для расчёта необходимого объёма жидкости

Повторное заполнение труб требуется после ремонта или перестройки обвязки. Для этого находят количество воды, нужное системе.

Обычно достаточно собрать паспортные данные и сложить их. Но также можно найти его вручную. Для этого считают длину и сечение труб.

Числа перемножаются и добавляются к батареям. Объём секций радиатора составляет:

Алюминиевого, стального или сплава — 0,45 л.
Чугунного — 1,45 л.

А также есть формула, по которой можно примерно определить общее количество воды в обвязке:

V = N * V_кВт, где:

N — мощность котла, Вт.
V_кВт— объём, которого достаточно для передачи одного киловатта тепла, дм3.

Это позволяет посчитать только ориентировочное число, поэтому лучше свериться с документами.

Для полной картины также нужно посчитать объём воды, вмещаемой прочими компонентами обвязки: расширительным баком, насосом и т. д.

Внимание! Особенно важен бак: он компенсирует давление, которое повышается из-за расширения жидкости при нагреве. В первую очередь нужно определиться с используемым веществом:

В первую очередь нужно определиться с используемым веществом:

вода имеет коэффициент расширения 4%;
этиленгликоль — 4,5%;
прочие жидкости используются реже, поэтому данные следует искать в справочной таблице.

Формула для расчёта:

V = (V_s * E)/D, где:

E — коэффициент расширения жидкости, указанный выше.
V_s — расчётный расход всей обвязки, м3.
D — эффективность бака, указанная в паспорте устройства.

Найдя эти значения, их нужно просуммировать. Обычно получается четыре показателя объёма: труб, радиаторов, нагревателя и бака.

При помощи полученных данных можно осуществить создание системы отопления и заполнить её водой. Процесс залива зависит от схемы:

«Самотёком» выполняется из высшей точки трубопровода: вставляют воронку и пускают жидкость. Это делают не спеша, равномерно. Предварительно внизу открывают кран, и подставляют ёмкость. Это помогает избежать образования воздушных пробок. Применяется, если отсутствует принудительный ток.
Принудительная — требует насоса. Подойдёт любой, хотя лучше использовать циркуляционный, который затем применяют в отоплении. В течение процесса нужно снимать показания манометра, чтобы избежать повышения давления. И также обязательно открывают воздушные клапаны, что помогает с выпуском газа.

Как посчитать минимальный расход теплоносителя

Вычисляются также, как затраты жидкости в час на обогрев помещений.

Его находят в перерыв между отопительными сезонами как число, зависящее от горячего водоснабжения. Существует две формулы, применяемых в расчётах.

Если в системе нет принудительной циркуляции ГВС, или она отключена из-за периодичности работы, то расчёт выполняют с учётом среднего расхода:

G_min = $ * Q_гср / [(T_п — T_об3)*C], где:

Q_гср — среднее значение теплоты, которое передаёт система за час работы в неотопительный сезон, Дж.

$ — коэффициент изменения расхода воды летом и зимой. Принимается соответственно равным 0,8 или 1,0.

T_п — температура в подаче.

T_об3 — в обратке при параллельном подключении нагревателя.

C — теплоёмкость воды, принимают равной 10-3, Дж/°С.

Температуры принимают равными соответственно 70 и 30 градусам Цельсия.

Если есть принудительная циркуляция ГВС или с учётом нагрева воды ночью:

G_min = Q_цг / [(T_п — T_об6)*C], где:

Q_цг — расход теплоты для прогрева жидкости, Дж.

Значение этого показателя принимают равным (K_тп * Q_гср) / (1 + K_тп), где K_тп — коэффициент потери тепла трубами, а Q_гср — средний показатель расхода мощности на воду в час.

T_п — температура подачи.

T_об6 — обратки, измеренная после котла, циркулирующего жидкость по системе. Она равна пять плюс минимально допустимая в точке водоразбора.

Специалисты берут числовое значение коэффициента K_тпиз следующей таблицы:

Типы систем ГВС	Потеря воды теплоносителем
С учётом тепловых сетей	Без них
С изолированными стояками	0,15	0,1
С изоляцией и с сушителями для полотенец	0,25	0,2
Без изоляции, но с сушилками	0,35	0,3

Важно! С расчётом минимального расхода можно ознакомиться подробнее в строительных нормах и правилах 2.04.01—85

Подведение итогов

Итак, расчет теплоносителя в системе отопления показывает, какое количество воды требуется всей системе отопления, чтобы поддерживать помещение дома в нормальном температурном режиме. Эта же цифра условно равна мощности насоса, который, собственно, и будет выполнять доставку теплоносителя к радиаторам, где он будет отдавать часть своей тепловой энергии в помещение.

Стоит заметить, что средняя мощность насосов равна примерно 10 куб.м/ч, что дает небольшой запас, так как тепловой баланс нужно не только сохранять, но иногда, по требованию владельца, увеличивать температуру воздуха, на что, собственно, и нужна дополнительная мощность.

Опытные специалисты рекомендуют приобретать насос, который примерно в 1,3 раза мощнее необходимого

Говоря про газовый отопительный котел, который, как правило, уже оборудован таким насосом, следует обратить свое внимание на этот параметр