Как сделать гидравлический расчет системы отопления?


Отопление частного дома – необходимый элемент комфортабельного жилья. Согласитесь, что к обустройству отопительного комплекса следует подходить внимательно, т.к. ошибки обойдутся недешево. Но вы никогда не занимались подобными вычислениями и не знаете как правильно их выполнять?

Введите данные в онлайн калькулятор для расчёта

Суммарный объём отапливаемых помещений, м3
Разница температур в помещении и на улице, град
Разница температур подачи и обратки, град
Скорость движения воды по трубопроводу, м/сек
Длина трубопровода L,м
Степень теплоизоляции здания Материал труб и их состояние
без степень уровень степень теплоизоляции Стальная цельнотянутаяСтальная сварнаяСтальная оцинкованнаяСтеклоТрубы тянутые из свинца,латуни,медиПластмасс, полиэтилен, винипластПропиленовая

ПРИМЕЧАНИЕ.1 – Кладка в один кирпич и много окон. 2 – Стандартная кирпичная постройка без утепления. 3 – Кирпичная постройка, двустороннее утепление, установка современных окон (стекло пакетов) и дверей.

Перед использованием калькулятора прочтите инструкцию.

Рассчитанную тепловую мощность рекомендуется увеличить на 20% для покрытия неучтенных обстоятельств, что и предусмотрено в предлагаемом расчёте. Для того, чтобы система водяного отопления правильно функционировала, необходимо обеспечить нужную скорость теплоносителя в системе.

  • Скорости продвижения воды в трубопроводах рекомендуется в пределах от 0,3 до 1.5 м/сек;
  • при скорости меньшей 0.3 м/сек в системе могут появляться воздушные пробки;
  • при скорости большей 1.5 м/сек – гидравлические шумы. Таким образом,оптимальная скорость продвижения воды в трубопроводах находится в пределах от 0,4 до 1 м/с.

Для определения диаметра системы отопления онлайн калькулятором необходим также задать разницу температуры воды на подаче и обратке в градусах°С. Рассчитывать потери давления в трубопроводе необходимы для правильного подбора напорного насоса в системах с принудительным движением теплоносителя.

Для расчёта потерь давления кроме диаметра и длины трубопровода в нашем онлайн калькуляторе, необходимо также задать материал труб, эквивалентная шероховатость которых определяет затраты на преодоление трения жидкости о стенки труб; полученный результат умножается на коэффициент 1.2 для учета гидравлического сопротивления отводов, поворотов, кранов и других элементов трубопровода.

Расчет системы воздушного отопления — простая методика

Проектирование воздушного отопления не простая задача. Для ее решения необходимо выяснить ряд факторов, самостоятельное определение которых может быть затруднено. Специалисты компании РСВ могут бесплатно сделать для вас предварительный проект по воздушному отоплению помещения на основе оборудования ГРЕЕРС.

Система воздушного отопления, как и любая другая, не может быть создана наобум. Для обеспечения медицинской нормы температуры и свежего воздуха в помещении потребуется комплект оборудования, выбор которого основывается на точном расчете. Существует несколько методик расчета воздушного отопления, разной степени сложности и точности. Обычная проблема расчетов такого типа состоит в отсутствии учета влияния тонких эффектов, предусмотреть которые не всегда имеется возможность

Расчет системы воздушного отопления — простая методика

Поэтому производить самостоятельный расчет, не будучи специалистом в сфере отопления и вентиляции, чревато появлением ошибок или просчетов. Тем не менее, можно выбрать наиболее доступный способ, основанный на выборе мощности системы обогрева.

Смысл этой методики состоит в том, что мощность приборов отопления, вне зависимости от их типа, должна компенсировать теплопотери здания. Таким образом, найдя теплопотери, получаем величину мощности нагрева, по которой можно выбрать конкретное устройство.

Формула определения теплопотерь:

Q=S*T/R

Расчет системы воздушного отопления — простая методика

Где:

  • Q — величина теплопотерь (вт)
  • S — площадь всех конструкций здания (помещения)
  • T — разница внутренней и внешней температур
  • R — тепловое сопротивление ограждающих конструкций

Пример:

Здание площадью 800 м2 (20×40 м), высотой 5 м, имеется 10 окон размером 1,5×2 м. Находим площадь конструкций: 800 + 800 = 1600 м2 (площадь пола и потолка) 1,5 × 2 × 10 = 30 м2 (площадь окон) (20 + 40) × 2 × 5 = 600 м2 (площадь стен). Вычитаем отсюда площадь окон, получаем «чистую» площадь стен 570 м2

Расчет системы воздушного отопления — простая методика

В таблицах СНиП находим тепловое сопротивление бетонных стен, перекрытия и пола и окон. Можно определить его самостоятельно по формуле:

Читайте также:  Как добавить давление в газовом котле baxi

Где:

  • R — тепловое сопротивление
  • D — толщина материала
  • K — коэффициент теплопроводности

Для простоты примем толщину стен и пола с потолком одинаковой, равной 20 см. Тогда тепловое сопротивление будет равно 0,2 м / 1,3= 0,15 (м2*К)/Вт Тепловое сопротивление окон выберем из таблиц: R = 0,4 (м2*К)/Вт Разницу температур примем за 20°С (20°С внутри и 0°С снаружи).

Расчет системы воздушного отопления — простая методика

Тогда для стен получаем

  • 2150 м2 × 20°С / 0,15 = 286666=286 кВт
  • Для окон: 30 м2 × 20°С/ 0,4 = 1500=1,5 кВт.
  • Суммарные теплопотери: 286 + 1,5 = 297,5 кВт.

Такова величина теплопотерь, которые необходимо компенсировать при помощи воздушного отопления мощностью около 300 кВт

Примечательно, что при использовании утепления пола и стен теплопотери снижаются как минимум на порядок.

Расчет системы воздушного отопления — простая методика

Особенности проектирования системы отопления

Тип отопления напрямую зависит от площади дома.В силу малой инерционности систему с естественной циркуляцией можно использовать для сооружений площадью не более 100м2.  Расчет и проектирование систем отопления осуществляется с учетом целого ряда особенностей. Например, для зданий с большей площадью необходима принудительная циркуляция теплоносителя. Данный тип теплоносителя обеспечивается включением циркуляционных насосов в систему. (См. также: Что надо знать о проектировании отопления)

Совет! Для повышения длительности срока службы деталей, циркуляционные насосы нужно установить в обратную линию, которая ведет непосредственно к котлу от отопительных приборов. Таким образом, удается избавить контакт деталей с горячей водой.

Особенности проектирования системы отопления

Рисунок 3: Конструкция циркуляционного насоса

Расчет количества и размеров радиаторов отопления

Большое значений в качественном расчете системы отопления имеет правильное определение количества радиаторов, причем в каждом помещении придется делать отдельный расчет.

Количество радиаторов зависит не от площади помещения, как многие ошибочно полагают, а от кубатуры. Если установить недостаточно радиаторов – будет холодно, если много – будет перерасход энергоресурсов, что отразится на финансовом состоянии жильцов. Вот в этом и состоит смысл расчета правильного количества радиаторов.

Подсчет количества батарей можно поделить на два пункта. Сразу нужно рассчитать общее количество секций батареи, необходимых для обогрева отопления, а уж потом, исходя из этих расчетов, делается подсчет количества батарей.

Особых сложностей в этих расчетах тоже нет. Для этого нужно знать некоторые закономерные правила и теплоотдачу батарей, которые вы собираетесь устанавливать.

Расчет количества и размеров радиаторов отопления

Например, в среднем, для обогрева 1 куб.м комнаты требуется 39-41 Вт энергии. Если взять комнату, имеющую площадь 10 кв.м. и высоту потолков 3 м, то получим 30 куб.м (10 * 3 = 30), которые умножаем на 41 Вт. В результате получаем 1230 Вт, необходимых для обогрева комнаты. Этот показатель переводится в количество секций, а потом в количество батарей. Исходя из того факта, что в среднем одна секция современной батареи отопления вырабатывает до 200 Вт тепловой энергии, делим 1230 Вт на 200 Вт, получаем секций, закругляем и получаем нужное нам количество – 7.

Для расчета необходимого количества радиаторов в угловых помещениях необходимо использовать другой метод. Здесь учитывается специальный коэффициент теплопотерь. Его значение может колебаться в пределах 1.1 — 1.3 и зависит от вашей климатической зоны. Чтобы не ошибиться, нужно брать максимальный показатель. Поэтому, беря наши предыдущие параметры и, учитывая коэффициент теплопотери для угловой комнаты, получаем: 1230Вт * 1,3 / 200 = 7,995 секций, округляем и получаем 8 секций.

Чтобы рассчитать, сколько нужно радиаторов, важно учитывать, что количество секций на нем не должно быть больше 10. В нашем случае для 8 секций достаточно 1 радиатора. Если же по расчетам количество секций зашкаливает за десяток, то оптимальным вариантом будет разделить их на два радиатора.

После того, как мы определились с необходимым количеством радиаторов, можно приступить к подсчету нужного количества материала для установки системы отопления.

Отопительные устройства

Как вычислить отопление в частном доме для отдельных помещений и подобрать соответствующие данной мощности отопительные устройства?

Сама методика расчета потребности в тепле для отдельной помещения всецело аналогична вышеприведенной.

Отопительные устройства

К примеру, для помещения площадью 12 м2с двумя окнами в обрисованном нами доме расчет будет иметь таковой вид:

  1. Количество помещения равен 12*3,5=42 м3.
  2. Базовая тепловая мощность будет равной 42*60=2520 ватт.
  3. Два окна добавят к ней еще 200. 2520+200=2720.
  4. Региональный коэффициент увеличит потребность в тепле в два раза. 2720*2=5440 ватт.
Читайте также:  Блок управления электрокотлом своими руками

Как пересчитать полученное значение в количество секций радиатора? Как подобрать тип и количество отопительных конвекторов?

  • Производители постоянно указывают тепловую мощность для конвекторов, пластинчатых радиаторов и т.д. в сопроводительной документации.
Отопительные устройства
  • Для секционных радиаторов нужную информацию в большинстве случаев возможно обнаружить сайтах производителей и дилеров. Там же часто возможно найти калькулятор для пересчета киловатт в секции.
  • Наконец, если вы используете секционные радиаторы малоизвестного происхождения, при их стандартном размере в 500 миллиметров по осям ниппелей возможно ориентироваться на следующие усредненные значения:
Тип секции Тепловая мощность на одну секцию, ватты
Чугунная с внутренним оребрением 160
Чугунная без внутреннего оребрения 140
Биметаллическая 180
Алюминиевая 200

В автономной отопительной системе с ее умеренными и предсказуемыми параметрами теплоносителя значительно чаще употребляются алюминиевые радиаторы. Их разумная цена весьма приятным образом сочетается с пристойным высокой теплоотдачей и внешним видом.

Отопительные устройства

В нашем случае алюминиевых секций мощностью 200 ватт потребуется 5440/200=27 (с округлением).

Как неизменно, имеется пара тонкостей.

  • При боковом подключении многосекционного радиатора температура последних секций куда ниже, чем первых, соответственно, падает тепловой поток от отопительного прибора. Решить проблему окажет помощь несложная инструкция: подключайте радиаторы по схеме ‘снизу вниз’.
  • Производители показывают тепловую мощность для дельты температур между помещением и теплоносителем в 70 градусов (к примеру, 90/20С). При ее понижении тепловой поток будет падать.
Отопительные устройства

Особенный случай

Часто в качестве отопительных устройств в частных зданиях употребляются самодельные металлические регистры.

Обратите внимание: они завлекают не только низкой себестоимостью, но и необыкновенной прочностью на разрыв, что весьма кстати при подключении дома к теплотрассе. В автономной системе отопления их привлекательность сводится на нет непритязательным невысокой теплоотдачей и внешним видом на единицу объема отопительного прибора.

Отопительные устройства

Однако: как оценить тепловую мощность регистра известного размера?

Для одиночной горизонтальной круглой трубы она вычисляется по формуле вида Q = Pi*Dн *L * k * Dt, в которой:

  • Q — тепловой поток,
  • Pi — число ‘пи’, принимаемое равным 3,1415,
  • Dн — наружный диаметр трубы в метрах,
  • L — ее протяженность (также в метрах),
  • k — коэффициент теплопроводности, который берется равным 11,63 Вт/м2*С,
  • Dt — дельта температур, отличие между воздухом и теплоносителем в помещении.

В многосекционном горизонтальном регистре теплоотдача всех секций, не считая первой, умножается на 0,9, потому, что они отдают тепло восходящему потоку нагретого первой секцией воздуха.

Отопительные устройства

Давайте вычислим теплоотдачу четырехсекционного регистра с диаметром секции 159 мм и длиной 2,5 метра при температуре теплоносителя 80 С и температуре воздуха в помещении 18 С.

  1. Теплоотдача первой секции равна 3,1415*0,159*2,5*11,63*(80-18)=900 ватт.
  2. Теплоотдача каждой из остальных трех секций равна 900*0,9=810 ватт.
  3. Суммарная тепловая мощность отопительного прибора — 900+(810*3)=3330 ватт.
Отопительные устройства

Выбор труб

Трубопровод для системы индивидуального отопления является средой для транспортировки тепловой энергии (в частности, нагретой воды). На отечественном рынке трубы для монтажа систем представлены в трёх основных видах:

  • металлические
  • медные
  • пластиковые

«ИНТЕХ» — инжиниринговая компания. На нашем ресурсе Вы можете узнать необходимую информацию и получить коммерческое предложение.

Получите коммерческое предложение на email:

    Добавить файлы …

    Нужна консультация? Звоните:+7(495) 146-67-66

    Отзывы о компании ООО "ИНТЕХ":

    Информация, размещенная на сайте, носит ознакомительный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой.

    Модели для примера

    • Универсал КНУ-С КСК 20 – Настенный водяной конвектор мощностью 2,941 Вт предназначен для отопления помещения площадью до 30 м2.
    • ТРОПИК II КСК-В20-2 – водяной конвектор отопления на 2,206 кВт. Настенно-напольный тип монтажа, терморегулятор в комплекте.
    • FEG EURO F CP – газовый конвектор на 7,095 кВт. Предназначен для площадей до 70 м2 или объемом до 140 м3. Расход газа 0,66 м3/час.
    • Hosseven HBS-12/1V — газовый конвектор на 9,6 кВт. Предназначен для помещений площадью до 96 м2. Расход газа 1,12 м3/час.
    • Ballu BHG-60 – тепловая пушка с обогревом 55 кВт. Работает на сжиженном газе. Воздушная производительность 1450 м3/час. Предназначена для обогрева производственных цехов с хорошей вентиляцией.
    • Stiebel Eltron CNS 300 S – электрический конвектор на 3 кВт. Настенный тип крепления, механическое управление. Предназначен для комнат площадью до 30 м2.
    • Electrolux EIH/AG2-2000 E — конвективно-инфракрасный обогреватель на 2 кВт рассчитан на обогрев комнат до 28 м2.
    Читайте также:  Как подключить двухконтурный твердотопливный котел?

    Понравилось1

    Не понравилось

    Какие факторы учитывают при расчетах

    Снижение температуры в доме происходит благодаря проникновению холода через стены, пол, потолок, окна и двери, а также поступлению холодного воздуха через вентиляционные каналы. Мощность газового котла должна компенсировать все теплопотери и поддерживать постоянную заданную температуру во всех жилых помещениях При проведении расчетов нужно принимать во внимание следующие факторы:

    • Площадь перекрытий (пола и потолка), ограждений (стен), кровли и остекления.
    • Теплопроводность и толщина материалов, использованных для постройки здания. При этом учитывают облицовочные и отделочные материалы. Таблицы коэффициентов легко найти в интернете или специализированных справочниках, исчисляется данная величина в Вт/(м*C°).
    • Минимальная температура в данном регионе в холодное время года.
    • Средняя температура в помещении, обеспечивающая комфорт проживающих в здании людей.

    Консультанты магазинов отопительного оборудования зачастую рекомендуют рассчитать мощность газового котла исходя из следующего соотношения: 40 Вт на кубический метр объема или же 1 кВт на 10 м² при стандартной высоте помещений 2,5-2,6 метра. Однако такие подсчеты довольно приблизительны и в результате приобретенное оборудование имеет запас мощности в 10-25% в зависимости от ситуации, что сказывается на его цене и способе монтажа.

    Производя расчет мощности отопления нужно учитывать, что при проветривании теплопотери могут достигать 15%, низкое теплосопротивление стен приведет к потере еще 35%, не утепленные и низкокачественные окна и двери – 10-15%, пол – 15%, а кровля – до 25%.

    Для чего нужен гидравлический расчет

    Гидравлический расчет (далее ГР) — это математический алгоритм, в результате выполнения которого мы получим необходимый диаметр труб в данной системе (имеется ввиду внутренний диаметр).

    Кроме того, будет понятно какой нам необходимо использовать циркуляционный насос — определяется напор и расход насоса. Все это даст возможность сделать систему отопления экономически оптимальной.

    Производится он на основании законов гидравлики — специального раздела физики, посвященного движению и равновесию в жидкостях.

    Расчеты энергии

    В первом случае перед тем, как приобрести котел того или иного вида, необходимо произвести определенный тепловой расчет, исходя из которого можно будет подобрать котел, который будет работать наиболее эффективно, и вы сможете получить бесперебойное горячее водоснабжение и хороший обогрев всего сооружения целиком.

    Схема организации системы отопления двухэтажного частного дома.

    Далеко не каждый котел сможет подойти, а это значит, что необходимо приобретать котел именно такой мощности, который будет работать даже при самых максимальных нагрузках, и при этом срок эксплуатации подобного оборудования не сократится

    Для того чтобы добиться необходимых результатов при выборе, необходимо обращать пристальное внимание на этот аспект. Примерно то же касается и выбора оптимального оборудования для отопления помещения в целом

    Расчеты энергии

    Правильный расчет тепловой энергии не только позволит приобрести те приборы отопления, которые прослужат долго, но и даст возможность немного сэкономить на покупке, а значит, затраты на отопление помещения тоже могут снизиться.

    Что касается получения ТУ и согласования на газификацию объекта, то расчет энергии в данном случае является основополагающим фактором. Подобного рода разрешения необходимо получать тогда, когда в качестве топлива предполагается использование природного газа под котел. Чтобы получить документацию такого рода, нужно предоставить показатели годового расхода топлива и сумму мощности отопительных источников (Гкал/час).

    Разумеется, что получить такую информацию можно только исходя из проведенного расчета тепловой энергии, а затем можно будет приобрести отопительный прибор, который помимо всего прочего сведет к минимуму затраты на отопление. Использование природного газа в качестве топлива под котел сегодня является одним из наиболее популярных способов на отопление помещения.