Как посчитать расход теплоносителя

Содержание
  1. Как сделать расчет расхода теплоносителя для системы отопления – теория и практика
  2. Как выбрать циркуляционный насос
  3. Как сделать расчёт
  4. Как выяснить теплопотери
  5. Точный расчёт теплопотерь
  6. Конкретные расчёты
  7. Итоги
  8. Не слишком ли велик расход теплоносителя в системе отопления? Формула расчета
  9. Требования к теплоносителю в системе отопления
  10. Как рассчитать расход
  11. Формула для расчёта необходимого объёма жидкости
  12. Как посчитать минимальный расход теплоносителя
  13. Количество учитываемых параметров
  14. Как рассчитывать объем теплоносителя в системе отопления
  15. Выбор теплоносителя
  16. Общие расчеты
  17. Отопительный котел
  18. Трубы
  19. Расширительный бак
  20. Радиаторы
  21. В итоге
  22. Выбор циркуляционного насоса для системы отопления. Часть 2
  23. Определение расхода (G, м3/час) теплоносителя при выборе насоса
  24. Потренируемся!
  25. Расчет расхода теплоносителя в системе отопления — Пожарная безопасность
  26. Применяемые теплоносители
  27. Определение потребного количества переносчика тепла
  28. Определение объема теплопереносчика
  29. Влияние «теплого пола» на расход теплопереносчика
  30. Расчет расхода переносчика тепла по тепловой нагрузке
  31. Максимальный и минимальный расход переносчика тепла
  32. Необходимость расчетов

Как сделать расчет расхода теплоносителя для системы отопления – теория и практика

Как посчитать расход теплоносителя

На этапе проектирования отопительной системы, в контуре которой циркулирует вода, возникают ситуации, когда нужно выполнить расчет расхода теплоносителя. Этот показатель требуется для того, чтобы подобрать правильный объём расширительного бачка, который напрямую зависит от мощности системы.

Более того, высчитывают и необходимую мощность. Ведь важно знать заранее, сможет ли отопительное оборудование справиться с обогревом помещения. И здесь так же понадобится формула расхода теплоносителя.

Как выбрать циркуляционный насос

Уютным жильё не назовёшь, если в нём будет холодно. И не важно, какая в доме мебель, отделка или внешний вид в целом. Всё начинается с тепла, а оно невозможно без создания системы отопления.

Недостаточно купить «навороченный» нагревательный агрегат и современные дорогие радиаторы — для начала нужно продумать и распланировать по деталям систему, которая будет поддерживать в помещении оптимальный температурный режим. И не важно, относится ли это к дому, где постоянно живут люди, или это большой загородный дом, маленькая дача. Без тепла жилым помещение не будет и находиться в нём будет не комфортно.

Для достижения хорошего результата нужно понимать, что и как делать, какие имеются нюансы в отопительной системе, и как они повлияют на качество обогрева.

Когда делают монтаж индивидуальной системы отопления, нужно предусматривать все возможные детали её работы.

Она должна выглядеть как единый сбалансированный организм, требующий минимума вмешательства со стороны человека. Мелких деталей тут нет – важным является параметр каждого устройства.

Это может быть мощность котла или диаметр и тип трубопровода, вид и схема подключений отопительных приборов.

Без циркуляционного насоса сегодня не обходится ни одна современная отопительная система.

Два параметра, по которым выбирают этот прибор:

  • Q — показатель расхода теплоносителя за 60 минут, выраженный в кубометрах.
  • Н — показатель напора, который выражен в метрах.

Многие технические статьи и нормативные документы, а так же производители прибора пользуются обозначением Q.

Заводы-изготовители, которые производят запорную арматуру, обозначают расход воды в системе отопления буквой G. Это создаёт небольшие сложности при расчётах, если не учитывать такие расхождения в технических документах. В данной статье будет применяться буква Q.

Как сделать расчёт

При выборе насоса нужно знать, какое количество тепла дом отдаёт в окружающую среду. Какая тут связь? Дело в том, что теплоноситель, нагретый до определённого температурного режима, циркулируя по системе, постоянно отдаёт часть тепла в наружные стены. Это и есть теплопотери домовладения.

Насос помогает в нужном режиме циркулировать жидкости по трубам и радиаторам. Следует выяснить тот минимум теплоносителя, который будет перекачивать насос. Всё взаимосвязано: количество теплоносителя — тепловая энергия — работа циркуляционного насоса. Если тепловой энергии не хватит для компенсации теплопотерь, то система будет не эффективной.

Получается, что для того, чтобы решить задачу, нужно выяснить пропускную способность, которую может «потянуть» насос. Другими словами, необходимо рассчитать расход теплоносителя.

Но у этого параметра другое название, так как он, кроме насоса, зависит ещё от двух факторов: степени нагрева теплоносителя и пропускной способности водяного контура.

Таким образом, чтобы рассчитать расход теплоносителя в системе отопления, выясняют тепловые потери домовладения.

Этапы расчёта:

  • находят тепловые потери дома;
  • выясняют среднюю температуру теплоносителя;
  • делают расчет расхода теплоносителя по тепловой нагрузке, где учитываются теплопотери.

На заметку. Электрической энергии циркуляционный насос потребляет немного. Излишних финансовых расходов бояться не надо. Даже не самый мощный ИБП поможет переждать несколько часов без электричества в экстренной ситуации. А если в паре с насосом стоит современный котёл с электроникой, то можно не волноваться за перебои с электричеством.

Как выяснить теплопотери

Чтобы выяснить теплопотери дома в количественном выражении, существует специальная формула. С её помощью вычисляется мощность теплового излучения во внешнюю среду каждого квадратного метра площади стен, поверхностей пола и потолка.

Средние значения следующие:

  • 100 Ватт на 1 кв. метр площади для обычных кирпичных стен со стандартной внутренней отделкой;
  • более 100 Ватт для плохо утеплённых стен;
  • 80 Ватт для перекрытий с наружной и внутренней теплоизоляцией и современными стеклопакетами.

Для того, чтобы вывести эти показатели, пользуются формулой или данными таблицы.

На заметку. Стены, чердачные перекрытия и подвалы иногда утепляют не правильно, при этом расходуют большое количество теплоизолирующих материалов впустую. По правилам, утепляют не изнутри, а снаружи, чтобы избежать скопления конденсата, ухудшающего тепловые характеристики здания.

Точный расчёт теплопотерь

С помощью специальной величины, которая характеризует тепловой поток и измеряется в кКал/час, выясняют тепловые потери дома.

Эта величина показывает, сколько тепла уходит через стены здания при определённом температурном режиме внутри дома.

Данный показатель рассматривают в прямой зависимости от архитектурных особенностей здания, строительных материалов, из которых оно построено, толщины и степени теплоизоляции стен, потолка и пола. Оказывает влияние площадь остекления, качество теплоизоляторов и соблюдение технологии при их монтаже.

То есть теплопотери складываются из многих элементов.

Формула следующая: G = Sх1/Pох(Тв- Тн)к, где:

  • G — величина, которую выражают в кКал/ч;
  • Po — показатель сопротивления при теплопередаче;
  • Тв иТн — разница температурного режима внутри и снаружи;
  • к — коэффициент, который показывает, насколько теряется тепло, он у каждого заграждения свой.

Так как температура на улице и в помещении меняется в течение отопительного сезона, величины берут средние. Учитывается и тот факт, что у каждого региона с разными климатическими условиями показатель свой.

В данной формуле используются конкретные величины, все они известны. По ней можно узнать тепловые потери любого здания.

Понижающий коэффициент и значение сопротивления Pо относятся к категории нормативно-справочной информации.

Так, например, могут понадобиться следующие коэффициенты:

  • 1 — если под чистовыми полами грунт или деревянные лаги;
  • 0,9 — для чердачных перекрытий, где кровельным материалом являются сталь, черепица на обрешётке, асбоцемент (либо крыша без чердака с вентиляцией);
  • 0,8 — материалы кровли те же, но настил сплошной;
  • 0,75 — чердачные перекрытия, где кровля из любого рулонного материала;
  • 0,7 — для внутренних стен, которые выходят в соседнее неотапливаемое помещение без наружных стен;
  • 0,4 — для внутренних стен, которые соединяют с соседним неотапливаемым помещением, у которого есть наружные стены, и для полов над погребом, углублённом в грунт;
  • 0,75 — полы над погребом, устроенном выше грунта;
  • 0,6 — поверхности над подвалами, расположенными либо ниже грунта, либо не выше одного метра над ним.
  • Аналогично можно подобрать коэффициенты для других ситуаций.

На заметку. Когда выбирают проект дома, хорошо заранее продумать варианты, как сделать так, чтобы периметр внешних холодных стен был минимальным. Существует прямая зависимость: чем больше площадь наружных стен, тем выше потери тепла. У домов с большим количеством выступающих элементов теряется много тепла.

Могут понадобиться следующие значения сопротивления:

  • 0,38 — при сплошной кирпичной кладке с толщиной стен в 13,5 см, 0,57 — с толщиной кладки 26,5 см, 0,76 — 39,5 см, 0,94 — 52,5 см, 1,13 — 65,5 см.
  • 0,9 — при сплошной кладке с воздушной прослойкой при толщине 43,5 см, 1,09 — 56,5 см, 1,28 — 65,5 см;
  • 0,89 — при сплошной кладке из декоративного кирпича с толщиной в 39,5 см, 1,2 — 52,5 см, 1,4 — 65,5 см.
  • 1,03 — для сплошной кладки, где термоизоляционный слой с толщиной в 39,5см, 1,49 — 52,5 см;
  • 1,33 — для деревянных стен из дерева (не бруса) с толщиной в 200 мм, 1,45 — 220 мм, 1,56 — 240 мм;
  • 1,18 — для стен из бруса с толщиной 150 мм, 1,28 — 180 мм, 1,32 — 200 мм;
  • 0,69 — для чердачных перекрытий из железобетонных плит с утеплителем с толщиной в 100 мм, 0,89 — 150 мм.

Эти показатели берут для формулы расхода воды на отопление.

Конкретные расчёты

Допустим, нужно сделать расчёт для домовладения площадью 150 кв. м. Если принять, что на 1 квадратный метр теряется 100 Ватт тепла, получаем: 150х100=15 кВатт тепловых потерь.

Как соотносится это значение с циркуляционным насосом? При тепловых потерях происходит постоянный расход тепловой энергии. Для поддержания температурного режима в помещении необходимо большее количество энергии, чем для его компенсации.

Для расчёта циркуляционного насоса для системы отопления, следует понимать, какие у него функции. Это устройство выполняет следующие задачи:

  • создать напор воды, достаточный для того, чтобы преодолеть гидравлическое сопротивление узлов системы;
  • перекачать по трубам и радиаторам такой объем горячей воды, который требуется для эффективного прогрева домовладения.

То есть, для того, чтобы система заработала, нужно подогнать тепловую энергию к радиатору. И эту функцию выполняет циркуляционный насос. Именно он стимулирует подачу теплоносителя к приборам отопления.

Следующая задача: какое количество воды, согретой до нужной температуры, надо доставить к радиаторам за определённый период времени, при этом компенсируя все теплопотери? Ответ выражается в количестве перекачанного теплоносителя в единицу времени. Это и будет называться мощностью, которой обладает циркуляционный насос. И наоборот: можно определить примерный расход теплоносителя по мощности насоса.

Данные, которые для этого нужны:

  • Количество тепловой энергии, необходимой для того, чтобы компенсировать теплопотери. Для данного домовладения площадью 150 кв. метров эта цифра 15 кВт.
  • Удельная теплоёмкость воды, которая выступает в роли теплоносителя — 4200 Дж на 1 килограмм воды, на каждый градус температуры.
  • Дельта температур между водой на подаче из котла и на последнем отрезке трубопровода в обратке.

Считается, что в нормальных условиях это последнее значение не бывает больше 20 градусов. В среднем берут 15 градусов.

Формула для того, чтобы рассчитать насос, следующая: G/(cх(Т1-Т2))= Q

  • Q — это расходование теплоносителя в отопительной системе. Столько жидкости при определённой температуре нужно доставить циркуляционному насосу к отопительным приборам в единицу времени, чтобы теплопотери были компенсированы. Нецелесообразно приобретать устройство, у которого мощность больше. Это приведёт только к повышенному расходу электричества.
  • G — теплопотери дома;
  • Т2 — температура теплоносителя, вытекающая из теплообменника котла. Это именно тот уровень температуры, который нужен для обогрева помещения (примерно 80 градусов);
  • Т1 — температура теплоносителя на обратном трубопроводе при входе в котёл (чаще всего 60 градусов);
  • с — это удельная теплоёмкость воды (4200 Джоулей на кг).

При вычислении с помощью указанной формулы получается цифра 2,4 кг/с.

Теперь нужно перевести этот показатель на язык производителей циркуляционных насосов.

1 килограмм воды соответствует 1 кубическому дециметру. Один кубический метр равен 1000 кубических дециметров.

Получается, что в секунду насос перекачивает воду следующим объёмом:

Далее нужно перевести секунды в часы:

  • 0,0024х3600=8,64 куб. м/ч.

Итоги

Таким образом, выполнив расчет расхода воды на отопление, можно узнать, какой мощности насос следует приобретать в конкретном случае. Переплачивать не имеет смысла, это не экономно и не повлияет на тепловые характеристики системы обогрева. Если циркуляционный насос рассчитать не правильно, то он не потянет нужный объём теплоносителя, более того — быстро выйдет из строя.

В среднем мощность, которой обладают циркуляционные насосы, составляет 10 куб. м/ч. В этом значении заложен запас мощности, поэтому температуру в помещении можно увеличивать без опасения, что насос выйдет из строя. На необходимость изменения температуры жилища могут влиять непредвиденные ситуации, например, аномальные морозы.

Правильно сбалансированная отопительная система, которая работает по принципу принудительной циркуляции, покажет высокий КПД. Это окупит монтаж насоса и затраченное электричество.

Вот и  ответ на вопрос, зачем нужно делать расчет расхода теплоносителя в системе отопления.

В идеале, всеми расчетами должны заниматься специалисты с инженерным образованием. Но не всегда есть возможность найти специалиста. Используя формулы и таблицы, можно сделать расчёт и самостоятельно. После того, как будет определена мощность циркуляционного насоса нужной производительности, его можно подобрать в каталоге.

Если появятся сомнения в расчётах, то нужно обратить внимание на приборы, у которых производительность регулируется. В таком случае небольшие неточности в расчётах уже не будут иметь столь принципиального значения.

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

Не слишком ли велик расход теплоносителя в системе отопления? Формула расчета

Как посчитать расход теплоносителя

Теплоносителями для системы отопления могут выступать жидкости и газы.

Обычно в качестве теплоносителя для системы отопления частного дома или квартиры применяют воду, этилен- или пропиленгликоль.

Он должен отвечать определенным требованиям.

Требования к теплоносителю в системе отопления

Есть 5 пунктов, которые нужно соблюдать:

  • высокий показатель переноса теплоты;
  • низкая вязкость, при этом стандартная (как у воды) текучесть;
  • малая расширяемость при остывании;
  • отсутствие токсичности;
  • небольшая стоимость.

Фото 1. Теплоноситель Эко -30 на основе пропиленгликоля, вес 20 кг, производитель — «Технология уюта».

Для выбора рекомендуется обратиться к профессиональному сантехнику, который поможет сделать расчёты и выбрать подходящий теплоноситель.

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 * VкВт, где:

  • N — мощность котла, Вт.
  • VкВт — 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:

  • вода имеет коэффициент расширения 4%;
  • этиленгликоль4,5%;
  • прочие жидкости используются реже, поэтому данные следует искать в справочной таблице.

Формула для расчёта:

V = (Vs * E)/D, где:

  • E — коэффициент расширения жидкости, указанный выше.
  • Vs — 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:

Gmin = $ * Qгср / [(Tп — Tоб3)*C], где:

Qгср — 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.

Tп — температура в подаче.

Tоб3 — 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:

Gmin = Qцг / [(Tп — Tоб6)*C], где:

Qцг — расход теплоты для прогрева жидкости, Дж.

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

Tп — температура подачи.

Tоб6 — обратки, измеренная после котла, циркулирующего жидкость по системе. Она равна пять плюс минимально допустимая в точке водоразбора.

Специалисты берут числовое значение коэффициента Kтп из следующей таблицы:

Типы систем ГВСПотеря воды теплоносителем
С учётом тепловых сетейБез них
С изолированными стояками0,150,1
С изоляцией и с сушителями для полотенец0,250,2
Без изоляции, но с сушилками0,350,3

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

Ознакомьтесь с видео, в котором рассказывается, как после расчетов заполнить систему.

Количество учитываемых параметров

При расчётах учитывают не только длину, сечение труб и количество секций радиатора, но также прочие используемые в обвязке элементы. Для вычислений следует пригласитьспециалиста по сантехнике, который поможет выбрать вид теплоносителя и, при необходимости, залить его.

Источник: https://ogon.guru/otoplenie/komponenti-sistemi/teplonositel/raschet.html

Как рассчитывать объем теплоносителя в системе отопления

Как посчитать расход теплоносителя

Сталкиваясь с необходимостью монтажа или реконструкции отопления, многие из нас задаются вопросом, как рассчитать достаточное количество рабочей жидкости для эффективной работы отопления. В первую очередь нужно понимать, что общий показатель будет зависеть от суммарного значения объема всех элементов отопительной системы.

Выбор теплоносителя

Чаще всего в качестве рабочей жидкости для систем отопления применяется вода. Впрочем, эффективным альтернативным решением может стать антифриз.

Такая жидкость не замерзает при понижении температуры окружающей среды до критической для воды отметки. Несмотря на очевидные преимущества, цена антифриза достаточно высока.

Поэтому используют его преимущественно для обогрева незначительных по площади строений.

Заполнение отопительных систем водой нуждается в предварительной подготовке такого теплоносителя. Жидкость должна быть отфильтрована от растворенных минеральных солей.

Для этого могут быть использованы специализированные химические реагенты, которые присутствуют в продаже. Более того, из воды в системе отопления должен быть удален весь воздух.

В противном случае возможно снижение эффективности обогрева помещений.

Общие расчеты

Определять общую емкость отопления необходимо, чтобы мощности отопительного котла хватило для качественного обогрева всех помещений. Превышение показателей допустимого объема может привести к повышению износа отопительного прибора, а также значительному расходу электроэнергии.

Необходимое количество теплоносителя рассчитывается согласно следующей формуле:
Общий объем = V котла + V радиаторов + V труб + V расширительного бачка

Отопительный котел

Определиться с показателем емкости котла позволяет вычисление мощности нагревательного агрегата. Для этого достаточно взять за основу соотношение, при котором 1 кВт тепловой энергии достаточно для эффективного обогрева 10 м2 жилплощади. Данное соотношение является справедливым при наличии потолков, высота которых составляет не более 3-х метров.

Как только станет известен показатель мощности котла, достаточно отыскать подходящий агрегат в специализированном магазине. Объем оборудования каждый производитель указывает в паспортных данных.

Поэтому в случае выполнения правильного расчета мощности проблем с определением нужного объема не возникнет.

Трубы

Чтобы определить достаточный объем воды в трубах, необходимо вычислить поперечное сечение трубопровода согласно формуле – S = π × R2, где:

  • S – поперечное сечение;
  • π – постоянная константа, равная 3,14;
  • R – внутренний радиус труб.

Рассчитав значение площади поперечного сечения труб достаточно умножить его на общую длину всего трубопровода в системе отопления.

Расширительный бак

Определить, какой емкостью должен обладать расширительный бак, можно, располагая данными о коэффициенте температурного расширения теплоносителя. У воды этот показатель составляет 0,034 при подогреве до 85 оС.

Выполняя расчет достаточно воспользоваться формулой: V-бака = (V сист × K) / D, где:

  • V-бака – необходимый объем расширительного бачка;
  • V-сист – общий объем жидкости в остальных элементах системы отопления;
  • K – коэффициент расширения;
  • D – эффективность расширительного бачка (указывается в технической документации).

Радиаторы

В настоящее время существует широкое разнообразие отдельных типов радиаторов для отопительных систем. Помимо функциональных различий все они имеют разную высоту.

Чтобы рассчитать объем рабочей жидкости в радиаторах, необходимо для начала подсчитать их количество. После чего умножить данную сумму на объем одной секции.

Узнать объем одного радиатора можно, воспользовавшись данными из технического паспорта изделия. При отсутствии такой информации можно сориентироваться согласно усредненным параметрам:

  • чугунные – 1,5 л на секцию;
  • биметаллические – 0,2-0,3 л на секцию;
  • алюминиевые – 0,4 л на секцию.

Понять, как правильно рассчитать значение позволит следующий пример. Допустим, имеется 5 радиаторов, изготовленных из алюминия. Каждый обогревательный элемент содержит по 6 секций. Производим расчет: 5×6×0,4 = 12 л.

В итоге

Как видно, расчет емкости отопления сводится к вычислению суммарного значения четырех вышеуказанных элементов.

Определить необходимую емкость рабочей жидкости в системе с математической точностью удается не каждому. Поэтому, не желая выполнять расчет, некоторые пользователи действуют следующим образом. Для начала заполняют систему примерно на 90%, после чего проверяют работоспособность. Далее стравливают скопившийся воздух и продолжают заполнение.

В процессе эксплуатации отопительной системы происходит естественный спад уровня теплоносителя в результате конвекционных процессов. При этом происходит потеря мощности и производительности котла. Отсюда вытекает необходимость наличия резервной емкости с рабочей жидкостью, откуда можно будет отслеживать убыток теплоносителя и при необходимости производить его пополнение.

Источник: https://x-teplo.ru/otoplenie/sistemy/kak-raschitat-obem-teplonositelya.html

Выбор циркуляционного насоса для системы отопления. Часть 2

Как посчитать расход теплоносителя

Циркуляционный насос выбирается по двум основным характеристикам:

  1. G* — расходу, выраженному в м3/час;

  2. H — напору, выраженному в м.

*Для записи расхода теплоносителя производители насосного оборудования пользуются буквой Q. Производители запорной арматуры, например, Данфосс для расчета расхода пользуется буквой G.

В отечественной практике также используется эта буква.

Поэтому в рамках объяснений этой статьи мы также будем пользоваться буквой G, Но в других статьях, подойдя непосредственно к разбору графика работы насоса, для расхода мы все же будем использовать букву Q.

Определение расхода (G, м3/час) теплоносителя при выборе насоса

Отправной точкой для подбора насоса служит количество тепла, которое теряет дом. Как это узнать? Для этого нужно сделать расчет теплопотерь.

Это сложный инженерный расчет, предполагающий знание многих составляющих. Поэтому в рамках этой статьи мы опустим это объяснение, а за основу количества теплопотерь возьмем одну из распространенных (но далеко не точных) методик, которой пользуются многие монтажные фирмы.

Ее суть заключается в некоем среднем показателе потерь на 1 м2.

Эта величина условна и составляет 100 Вт/м2 (если дом или комната имеют неутепленные кирпичные стены, да еще недостаточной толщины, количество тепла, теряемого помещением, будет значительно больше.

И наоборот, если ограждающие конструкции дома сделаны с применением современных материалов и имеют хорошую теплоизоляцию, потери тепла будут снижены и могут составлять 90 или 80 Вт/м2).

Итак, предположим, что вы имеете дом площадью 120 или 200 м2. Тогда условленное нами количество теплопотерь для всего дома будет составлять:

120 * 100 = 12000 Вт или 12 кВт.

Какое это имеет отношение к насосу? Самое прямое.

Процесс теплопотерь в доме происходит постоянно, а значит и процесс нагревания помещений (компенсация теплопотерь) должен идти постоянно.

Представьте, что у вас нет насоса, нет трубопроводов. Как бы вы решили эту задачу?

Чтобы компенсировать теплопотери вам пришлось бы сжигать какой-то вид топлива в отапливаемом помещении, например, дрова, что в принципе тысячелетиями люди и делали.

Но вы решили отказаться от дров и использовать для обогревания дома воду. Что вам пришлось бы делать? Вам пришлось бы брать ведро( -а), наливать туда воду и греть ее на костре или газовой плите до температуры кипения.

После этого брать ведра и нести их в комнату, где вода отдавала бы свое тепло помещению. Затем брать другие ведра с водой и снова ставить их на костер или газовую плиту для нагревания воды, а затем нести их в комнату взамен первых.

И так до бесконечности.

Сегодня за вас эту работу выполняет насос. Он заставляет воду двигаться к устройству, где она нагревается (котел), а затем для передачи сохраненного в воде тепла по трубопроводам направляет ее к отопительным приборам для компенсации теплопотерь в помещении.

Возникает вопрос: сколько нужно воды в еденицу времени, нагретой до заданной температуры, чтобы компенсировать теплопотери дома?

Как это посчитать?

Для этого нужно знать несколько величин:

  • количество тепла, которое необходимо для компенсации тепловых потерь (в этой статье за основу мы взяли дом  площадью 120 м2 с теплопотерями 12000 Вт)
  • удельная теплоемкость воды равная 4200 Дж/кг * оС;
  • разница между начальной температурой t1 (температура обратки) и конечной температурой t2 (температурой подачи), до которой нагревается теплоноситель (эта разница обозначается как ΔT и в теплотехнике для расчета систем радиаторного отопления определяется в 15 — 20 оС).

Эти значения нужно подставить в формулу:

G = Q / (c * (t2 — t1)), где

G — требуемый расход воды в системе отопления, кг/сек. (Этот параметр должен обеспечивать насос. Если купить насос с меньшим расходом, то он не сможет дать количество воды необходимое для компенсации тепловых потерь; если взять насос с завышенным расходом, это приведет к снижению его КПД, перерасходу электроэнергии и большим начальным затратам);

Q — количество тепла Вт, необходимое для компенсации теплопотерь;

t2 — температура конечная, до которой нужно нагреть воду (обычно 75, 80 или 90 оС);

t1 — температура начальная (температура теплоносителя, остывшего на 15 — 20 оС);

c — удельная теплоемкость воды, равная 4200 Дж/кг * оС.

Подставляем известные значения в формулу и получаем:

G = 12000 / 4200 * (80 — 60) = 0,143 кг/с

Такой расход теплоносителя в течение секунды необходим для компенсации тепловых потерь вашего дома площадью 120 м2.

На практике пользуются расходом воды, перемещенным в течение 1 часа. В этом случае формула, пройдя некоторые преобразования принимает следующий вид:

G = 0,86 * Q / t2 — t1;

или

G = 0,86 * Q / ΔT, где

ΔT — разность температур между подачей и обраткой (как мы уже увидели выше, ΔT — величина известная, закладываемая изначально в расчет).

Итак, какими бы сложными, на первый взгляд, не показались объяснения по подбору насоса, учитывая такую важную величину, как расход, сам расчет и, следовательно, подбор по этому параметру довольно прост.

Все сводится к подстановке известных значений в простую формулу. Эту формулу можно «вбить» в программе Excel и пользоваться этим файлом, как быстрым калькулятором.

Потренируемся!

Задача: нужно подсчитать расход теплоносителя для дома площадью 490 м2.

Решение:

Q (количество теплопотерь) = 490 * 100 = 49000 Вт = 49 кВт.

Проектный температурный режим между подачей и обраткой закладываем следующий: температура подачи — 80 оС, температура обратки — 60 оС (по-другому запись делается как 80/60 оС).

Следовательно, ΔT = 80 — 60 = 20 оС.

Теперь все значения подставляем в формулу:

G = 0,86 * Q / ΔT = 0,86 * 49 / 20 = 2,11 м3/час.

Как всем этим пользоваться непосредственно при выборе насоса, вы узнаете в заключительной части этой серии статей. А сейчас поговорим о второй важной характеристике — напоре. Читать далее

Часть 1; Часть 2; Часть 3; Часть 4.

Источник: http://umnoeotoplenie.ru/kak_vybrat_tcirkuliatcionniy_nasos_2

Расчет расхода теплоносителя в системе отопления — Пожарная безопасность

Как посчитать расход теплоносителя

Иногда у собственников жилья с автономным отоплением появляется необходимость определения объема системы.

Такая проблема возникает при монтаже отопления, производстве профилактических, регламентных или других работ, выполнение которых сопряжено с полным опорожнением системы и последующим заполнением.

При выборе в качестве теплоносителя обыкновенной воды эта проблема не столь значима в отличие от заполнения системы спец. жидкостью, покупка которой обойдется в «копеечку». Не зная объем, невозможно купить точное количество спец.

жидкости без излишков или недостачи.

Иногда и в других ситуациях требуется информация о емкости отопления. Она понадобится для выбора расширительного бака.

Существуют теплотехнические формулы, посредством которых оптимизируют работу системы благодаря усовершенствованию, замене тех или иных элементов. Одной из величин необходимых для расчета будет объем расширительного бака.

Применяемые теплоносители

Самый распространенный теплоноситель — вода.

Для этой цели больше подойдет дистиллированная, кипяченная или очищенная специальным хим. составом.

Ее очистка способствует выпадению в осадок, растворенных солей и кислорода. Перед заправкой системы воду фильтруют.

На случай падения температуры в помещении ниже 0°C вода не подойдет. При замерзании произойдет ее расширение и велика вероятность выхода из строя системы отопления. Для предотвращения подобных ситуаций применяют теплоноситель на основе антифриза.

Переносчик тепла должен удовлетворять следующим требованиям:

  • хорошая теплопередача;
  • низкая вязкость и расширяемость при минусовых температурах;
  • небольшая текучесть;
  • отсутствие токсичности;
  • низкая стоимость.

Определение потребного количества переносчика тепла

Перед заправкой системы надо узнать требуемое количество теплоносителя для заблаговременного приобретения и подготовки. Для этого стоит найти информацию об объеме всех элементов системы, включая радиаторы.

Эти данные содержатся в паспортах либо на упаковке оборудования, также в специализированной литературе. Объем труб легко рассчитать, зная длину и площадь поперечного сечения.

Существуют расчетные данные объема для устройств отопления:

  • секция современного радиатора – 0,45 л;
  • чугунного радиатора – 1,45 л;
  • 1 м трубы диаметром 15 и 32 мм – 0,18 и 0,8 л соответственно.

Определение объема теплопереносчика

Самым простым вариантом расчета теплоносителя в системе отопления является способ без суммирования результатов всех составляющих отопления.

Чтобы рассчитать объем, нужно знать мощность отопительной системы (кВт), количество требуемого теплоносителя для передачи 1 кВт тепла берется усредненным – это порядка 15 литров. Подставляя значения в формулу несложно определить расход:

N x 15 л = V

где N – мощность системы, 15 л – количество теплоносителя для передачи 1 кВт тепла, а V – объем теплоносителя. Такой метод приблизительный и с его помощью точный параметр не узнать. Также недостаточно одного расхода, необходима и вместимость расширительного бака.

При нагревании начальный объем жидкости увеличивается, и происходит рост давления. Для компенсации давления используют расширительный бачок. Для вычисления объема бачка используют следующую формулу:

(S x E) / d = V

где S – общий объем всех составляющих системы теплоснабжения, E – коэффициент расширения жидкости, (%).

Для каждой жидкости он отличается, для воды его значение — 4%, а для антифриза – 4,4%.

Делителем в формуле является коэффициент производительности расширительного бака – d. С помощью вычисления определяется V – объем бака.

! Под расходом теплоносителя в системе отопления понимается количество передатчика тепла, потребное для отдачи конкретной доли тепла на обогрев помещения.

Количество теплоносителя в системе определяется как частное, полученное при делении потребного количества тепла (кВт) на производительность 1 кг теплоносителя (Дж/кг).

В сети Интернет существует калькулятор расчета общего объёма системы отопления, при помощи которого можно произвести расчеты онлайн, подставляя лишь свои значения.

Влияние «теплого пола» на расход теплопереносчика

При монтаже в доме теплого пола, расчет расхода теплоносителя рассчитывают с учетом общей длины контуров и типа использованных труб. Причем на трубы подогрева пола и «обратку» приходится большая часть объема системы.

Важно! В системе может присутствовать и другое оборудование, обладающее определенным объемом – это коллекторы, бойлеры и другое. При расчете их параметры также учитываются.

Для подсчета общей емкости отопления требуется, чтобы производительности отопительного прибора хватало для достижения требуемой температуры во всех помещениях жилья.

В случае превышения показателей максимального объема котел будет работать с повышенным износом.

Для определения потребного количества переносчика тепла можно воспользоваться выражением:

V общий = V котла + V радиаторов и труб + V расширит. бака

Расчет расхода переносчика тепла по тепловой нагрузке

Под тепловой нагрузкой понимают переданную тепловую энергию за единицу времени. Ее величина выражает потребность в тепловой энергии на какие-либо нужды или тепловую мощность, которой способен обеспечить отопительный прибор.

Обычно определяют часовой и годовой расход тепла, которые требуются для уточнения максимального потребления воды, используемой в теплосети.

Опираясь на часовой расход можно посчитать наиболее приемлемый диаметр труб, характеристики котла и выполнить гидравлический расчет трубопровода.

Исходя из годового — рассчитывается удельный расход тепла на единицу продукции, и проверяется правильность выбора отопительного прибора по производительности.

Важно отметить! Расход воды в теплосети варьируется на протяжении суток и года. Расчетные данные расходования воды требуются для обоснования правильности выбора насосов, котлов и водонагревателей.

Часто бывает, что исправно работающий котел зимой, не способен выполнить свои функции летом.

Это связано с неправильным выбором обогревательного прибора, для которого летний расход тепла меньше минимальной нагрузки, допустимой для данной модели.

Чтобы определить расход тепла стоит обратиться к проектной информации, так как она является наиболее достоверной и отражает применяемые материалы, толщину стен здания, габариты и количество окон, дверей и этажность строения.

Q0 = q0 (Tв — Tн) Vн

где q0 – удельный расход тепла; Tв – средняя температура в отапливаемом помещении; Tн – температура атмосферного воздуха и Vн – внешний объем отапливаемого здания.

Максимальный и минимальный расход переносчика тепла

Методика определения потребленной воды предназначена для выбора наиболее подходящих водо- и теплосчетчиков.

Благодаря ниже приведенной методике, как минимальное, так и максимальное расходование воды должны быть в пределах показаний счетчика согласно СП41-101-95.

Расход воды находят исходя из выражения:

Q = G * Cв*(Твх — Твых)

где Q – тепловая нагрузка, соответствующая 0,13 Гкал/ч; Cв – теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кг*С); Твх – температура теплоносителя на входе в подающем трубопроводе; Твых – температура жидкости на выходе из теплообменного устройства; G – расход теплоносителя.

Исходя из вышеприведенного выражения, найти расход воды не составит труда. Значения температур теплоносителя берутся из графика, составленного из температурных измерений для конкретного региона, которым пользуются в теплоснабжении.

Необходимость расчетов

В современных отопительных системах уже используются новые технологии и материалы, для которых изготовителем уже предусмотрены наиболее эффективные режимы работы, контроль температуры практически на всех этапах функционирования. Выбор усовершенствованной системы значительно снизит потребление ресурсов при ее наивысшей эффективности. При монтаже системы стоит учесть целый ряд особенностей:

  • равномерное распределение подогретого теплоносителя будет возможным только при ее правильной сборке;
  • снижение сопротивления при движении жидкости минимизирует затраты;
  • необоснованно высокий диаметр труб влечет увеличение затрат;
  • помимо надежности необходимо обеспечить беззвучность работы, которая достигается правильным монтажом.

Источник: https://stz-irk.com/raschet-rashoda-teplonositelya-v-sisteme-otopleniya/

Слесарю
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: