Расход теплоносителя в системе отопления

    0
    75

    Расход воды в системе отопления – считаем цифры

    В статье мы дадим ответ на вопрос: как правильно осуществить расчет количества воды в системе отопления. Это очень важный параметр.

    Нужен он по двум причинам:

    Итак, обо всем по порядку.

    Особенности подбора циркуляционного насоса

    Подбирается насос по двум критериям:

    1. Количеству перекаченной жидкости, выраженной в метрах кубических за час (м³/ч).
    2. Напору, выраженному в метрах (м).

    С напором, все более или менее понятно,- это высота, на которую должна быть поднята жидкость и измеряется с самой низкой до самой высокой точки или до следующего насоса, в том случае, если в проекте, он предусмотрен не один.

    Объем расширительного бака

    Всем известно, что жидкость при нагревании имеет свойство увеличиваться в объеме. Чтобы отопительная система не была похожа на бомбу и не текла по всем швам, существует расширительный бак, в который собирается вытесненная вода из системы.

    Какого объема следует приобрести или изготовить бак?

    Все просто, зная физические характеристики воды.

    О количестве перекаченной жидкости поговорим подробней

    Расход воды в системе отопления считается по формуле:

    G = Q / (c * (t2 — t1)), где:

    • G – расход воды в системе отопления, кг/сек;
    • Q – количество тепла, компенсирующее теплопотери, Вт;
    • с – удельная теплоемкость воды, эта величина известна и равна 4200 Дж/кг*ᵒС (учтите, что любые другие теплоносители имеют худшие показатели по сравнению с водой);
    • t2 – температура теплоносителя поступающего в систему, ᵒС;
    • t1 – температура теплоносителя на выходе из системы, ᵒС;

    Результат этой формулы даст расход теплоносителя за секунду времени для восполнения теплопотерь, далее этот показатель переводится в часы.

    Рассмотрим показатель расчетное количество тепла, необходимое для компенсации тепловых потерь.

    Пожалуй, это самый сложный и важный критерий, требующий инженерных знаний, к которому надо подойти ответственно.

    Если это частный дом, то показатель может варьироваться от 10-15 Вт/м² (такие показатели характерны для «пассивных домов») до 200 Вт/м² и более (если это тонкая стена с отсутствующим или недостаточным утеплением).

    На практике строительные и торговые организации за основу принимают показатель теплопотерь — 100 Вт/м².

    Рассчитанную цифру потерь умножаем на площадь дома и затем подставляем в формулу расхода воды.

    Теперь следует разобраться с таким вопросом, как расход воды в системе отопления многоквартирного дома.

    Особенности расчетов для многоквартирного дома

    Существует два варианта обустройства отопления многоквартирного дома:

    1. Общая котельная на весь дом.
    2. Индивидуальное отопление каждой квартиры.

    Особенностью первого варианта является то, что проект делается без учета персональных пожеланий жителей отдельных квартир.

    Например, если в одной отдельно взятой квартире решат смонтировать систему «теплый пол», а входная температура теплоносителя 70-90 градусов при допустимой температуре для труб до 60 ᵒС. Или, наоборот, при решении всего дома иметь теплые полы, один отдельно взятый субъект, может оказаться в холодной квартире, если поставит обычные батареи. Расчет расхода воды в системе отопления происходит по тому же принципу, что и для частного дома.

    Среди достоинств индивидуального отопления в своей квартире нужно выделить тот момент, когда вы можете монтировать тот вид системы отопления, который считаете приоритетным для себя.

    При расчете расхода воды следует добавить 10% на тепловую энергию, которая будет направлена на отопление лестничных клеток и другие инженерные сооружения.

    Предварительная подготовка воды для будущей отопительной системы имеет огромное значение. От нее зависит, насколько эффективно будет происходить обмен теплом. Конечно, идеальным вариантом был бы дистилят, но мы живем не в идеальном мире.

    Хотя, многие сегодня используют дистиллированную воду для отопления. Читайте об этом в статье.

    Фактически показатель жесткости воды должен быть 7-10 мг-экв/1л. Если же этот показатель больше, значит, требуется смягчение воды в системе отопления. Иначе происходит процесс оседания солей магния и кальция в виде накипи, что приведет к быстрому износу узлов системы.

    Доступнейший способ умягчения воды – кипячение, но, безусловно, это не панацея и не решает полностью проблему.

    Можно воспользоваться магнитными смягчителями. Это достаточно доступный и демократичный подход, но работает он при нагреве не выше 70 градусов.

    Существует принцип смягчения воды, так называемыми ингибиторными фильтрами, на основе нескольких реагентов. Их задача очищать воду от извести, кальцинированной соды, едкого натрия.

    Хочется верить, что эта информация была полезной вам. Будем благодарны, если нажмете кнопки социальных сетей.

    Выбор циркуляционного насоса для системы отопления. Часть 2

    Циркуляционный насос выбирается по двум основным характеристикам:

    G* — расходу, выраженному в м 3 /час;

    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, м 3 /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 м 2 . Эта величина условна и составляет 100 Вт/м 2 (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/м 2 ).

    Итак, предположим, что вы имеете дом площадью 120 или 200 м 2 . 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 м 2 с теплопотерями 12000 Вт)
    • удельная теплоемкость воды равная 4200 Дж/кг * о С;
    • разница между начальной температурой t 1 (температура обратки) и конечной температурой t 2 (температурой подачи), до которой нагревается теплоноситель (эта разница обозначается как ΔT и в теплотехнике для расчета систем радиаторного отопления определяется в 15 — 20 о С).

    Эти значения нужно подставить в формулу:

    G = Q / (c * (t 2 — t 1 )) , 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;

    t 2 — температура конечная, до которой нужно нагреть воду (обычно 75, 80 или 90 о С);

    t 1 — температура начальная (температура теплоносителя, остывшего на 15 — 20 о С);

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

    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 м 2 .

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

    G = 0,86 * Q / t 2 — t 1 ;

    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 м 2 .

    Решение:

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

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

    Следовательно, ΔT = 80 — 60 = 20 о С .

    Теперь все значения подставляем в формулу:

    G = 0,86 * Q / ΔT = 0,86 * 49 / 20 = 2,11 м 3 /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

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

    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.

    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, дм 3 .

    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%;

    Формула для расчёта:

    V = (Vs * E)/D, где:

    • E — коэффициент расширения жидкости, указанный выше.
    • Vs — расчётный расход всей обвязки, м 3 .
    • 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:

    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:

    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 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.

    Полезное видео

    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 пригласить специалиста по сантехнике, который поможет выбрать вид теплоносителя и, при необходимости, залить его.

    Источники: http://kvarremontnik.ru/raskhod-vody-v-sisteme-otopleniya/, http://umnoeotoplenie.ru/kak_vybrat_tcirkuliatcionniy_nasos_2, http://ogon.guru/otoplenie/komponenti-sistemi/teplonositel/raschet.html

    ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

    Please enter your comment!
    Please enter your name here