Расчет системы отопления с одной трубой с примерами

Пожалуй, нет смысла подвергать сомнению заявление, что независимый обогрев своего дома имеет ряд положительных качеств перед традиционными отопительными системами. Одним минусом можно считать довольно большие начальные вложения, большую долю которых составляет проведение гидравлического расчета системы отопления с одной трубой. В данной статье будет рассказано, как собственными силами высчитать систему ленинградка (СО) для маленького помещения или приватизированного дома.

Сбор данных и предварительные расчеты

В первую очередь дадим ответ, зачем нужен гидравлический расчет?

1. Для хорошего обогрева всех помещений независимо от внутренней и внешней температуры окружающей среды.
2. Для уменьшения эксплуатационных расходов, которые появляются во время работы оборудования для отопления.
3. Для уменьшение расходов, которые связаны с приобретением оборудования и материалов. Касается это квалифицированного выбора диаметров трубопровода на каждом участке системы отопления.
4. Для уменьшения шумового уровня, связанного с движением теплового носителя по контуру.
5. Для постоянной работы системы отопления.

Для того чтобы сделать расчет системы обогрева (в этом повествовании будет говориться исключительно об схеме с одной трубой с циркуляцией принудительного типа теплового носителя), нужно получить следующие данные:

• Достаточную мощность теплогенератора.
• Мощность и кол-во отопительных приборов для любого помещения которое отапливается.
• Диаметр и протяженность контура отопления.

Имея на руках искомые данные переходите к выбору насоса циркуляционного, расчетам количества теплового носителя, емкости расширительного бака и настройки группы безопасности. Теперь про все по-очереди.

Расчет тепловой продуктивности котельной

Итак, Вы захотели создавать отопительную систему с одной трубой приватизированного дома собственными руками. Первое, что необходимо сделать, чтобы выяснить искомую величину мощности теплогенератора – это произвести расчет потерь тепла каждого помещения которое отапливается. Как всем известно, ключевые теплопотери исходят от:

На примере рассмотрим потери тепла угловой комнаты, с размерами 6 х 3 метра, 2-мя окнами 1,5 х 1,2 м, и потолочной высотой 2,5 м.

1. Внешние стены (S1) = (6 х 2,5)+(3 х 2,5)-2 (1,5 х 1,2); S1= 15+7,5-3,6=18,9 м 2
2. Окна (S2) = 2(1,5 х 1,2)= 3,6 м 2
3. Пол (S3) = 18 м 2
4. Потолок (S4) =18 м 2

Используем формулу расчета потерь тепла (Q) = k; для внешних стен k = 62; для окон k = 135; для напольного покрытия k = 35; для потолочной поверхности k = 27. Подставляем нужные значения.

1. Q1 = 18,9 х 62 = 1171,8 Вт или 1,172 кВт;
2. Q2 = 3,6 х 135 = 486 Вт или 0,486 кВт;
3. Q3 = 18 х 35 = 630 Вт или 0,63 кВт
4. Q4 = 18 х 27 = 486 Вт или 0,486 кВт;

Теперь суммируем все потери тепла для обнаружения нужного количества тепла, которого нужно для определённого помещения = 2,774 кВт;

Те же действия нужны для любого отдельного помещения. Суммируя потери тепла делаем вывод о нужной продуктивности котельной. Есть методика менее точная, но очень надежная и быстрая: нужно применять удельную мощность котлоагрегата рекомендованную в зависимости от региона.

Wк = мощность котлоагрегата;

Wуд = рекомендованная удельная мощность, предоставленная на рис.;

S/10 = площадь обогреваемой комнаты на 10 м 3 .

Теперь, когда, есть информацию о мощности котлоагрегата, нужного для обогрева дома, приступаем к чертежам контура системы отопления, прикидывать место расположения отопительных радиаторов.

Расчет количества и мощности батарей

Как в однотрубном подключение отопительных радиаторов, так и в двухтрубных схемах, результативность отопления определённого помещения будет зависеть не только от численности секций отопительных приборов, их конструкции, материала, из которого они сделаны, поверхностной площади и способа подключения к магистральному трубопроводу, но и от материала стен и способа теплоизоляции, потерь тепла в окнах и др.

Воспользуемся рекомендованными данными, которые можно найти в специальной литературе. 1 м 3 в доме из кирпича просит примерно 0.034 кВт тепла для поддержки оптимальной температуры; в доме из СИП – панелей – 0,041 кВт; в доме из кирпича с теплоизолированными: перекрытием, чердачным этажом, стенами несущего типа, основанием – 0,02 кВт.

Например, рассмотрим выбор батарей для жилого помещения 18 м 2 с потолочной высотой 2,5 м. в доме из кирпича. (0,034 кВт).

1. Выясним объем помещения: 18 х 2,5 = 45 м 3 .
2. Рассчитываем, сколько нужно энергии тепла для этой комнаты: 45 х 0,034 = 1,53 кВт

Теперь необходимо воспользоваться таблицей, с параметрами батарей.

На рисунке показаны ключевые характеристики самых популярных отопительных приборов. Исходя из предоставленных данных, лучшее соотношение параметров и стоимости у металлических батарей. Нам нужны информацию о мощности одной части, нижняя граница которой равна 0,175 кВт.

1. Делим результат который получился на мощность части подобранного типа отопительных приборов и приобретаем численность секций: 1,53/ 0,175 = 8,74

Итог: для обогрева помещения 45 м 3 нам нужен радиатор из алюминия, который состоит из 9 секций. Подобные расчеты проведите для любой комнаты в доме.

Вычисления трубного диаметра для контура отопления

Эта процедура считается обязательной при расчитывании любой системы обогрева. В однотрубных схемах – это еще и очень тяжело сделать, так как тепловой носитель все больше стынет в каждом дальнейшем радиаторе. Для поддержки конкретной температуры необходимо на каждом дальнейшем участке контура наращивать скорость движения теплового носителя. Сделать это можно, делая меньше размер трубы, согласно нужной теплопроизводительности для любого отопительного прибора.

Сделать вычисления можно по формуле Rср = ?*?рр/?L; Па/м, Получаем усредненное значение потери давления вследствие трения на 1 метр расчетного кольца СО. Дальше, применяя формулу, рассчитываем трубопроводный диаметр для определенного участка контура.

?t° —температурная разница теплового носителя между входом и выходом из котлоагрегата, °С
Q —кол-во тепла, нужное на обогрев определённого помещения
V — скорость теплового носителя, м/с

Пару слов о скорости движения воды в системе. Чтобы отопление работало успешно нужно чтобы скорость движения теплового носителя была повыше. Но, при этом возрастает системное давление и появляется шум от трения о поверхность трубопровода. Подходящая скорость теплового носителя в горизонтальной системе отопления с одной трубой должна быть в пределах 0,3 – 0,7 м/сек. Очень медленно – возможно завоздушивание; Быстрее – рождается шум.

Есть таблицы, в которых можно подобрать нужный трубный диаметр. Для этого диаметра предлагается подходящая скорость и расход теплового носителя. Рассмотрим пример выбора труб из армированного полипропилена для любого участка контура отопления с 6-ю отопительными приборами различной мощности.

Важно! В таблице указан диаметр внутри трубы. Идеальные результаты находятся в колонках, обозначенных синим цветом.

1. На первом участке СО (от выхода котла до отопительного прибора) мощность системы 15 кВт. Выбираем данные, необходимые мощности из синих колонок. Подходит труба у которых внутренний диаметр 20 мм и 25 мм. Выбираем 20 мм (она доступнее). Скорость движения теплового носителя на этом месте будет 0,6 м/с; расход теплового носителя, через трубу такого диаметра при этой скорости – 659 кг/ч.

   

2. Первый отопительный прибор имеет мощность 3 кВт благодаря этому нагрузка на нем уже 15 – 3 = 12 кВт. В подходящей зоне таблицы данное значение находится в зоне трубы 20 мм.

   

3. На участке между первым и вторым отопительным прибором: 12 кВт – 2,5 = 9,5 кВт; размер трубы 20 мм.
4. На третьем радиаторе тепловая нагрузка падает уже до 9,5 – 2 = 7,5 кВт. Исходя из таблицы на этом месте требуется труба с 15 мм диаметра внутри.

Точно также выполняется расчет трубопровода на всех участках СО.

Совет: Необходимо знать, что армированный полипропилен имеет пару иные внутренние размеры, чем отмечено в таблице. Показанный нами пример диаметра внутри 20 мм по настоящему имеет 21,2 мм. и маркировку ПП32, и поэтому внешний диаметр 32 мм.

Объемного расчет расширительного бака

Для того чтобы высчитать объем бака расширительного мембранного типа необходимо знать кол-во теплового носителя, который находится в контуре отопления. Зависимость такая: расширительный бак должен быть объемом в 10 % от численности теплового носителя.

Кол-во воды в СО рассчитывается по формуле: W = ? (D 2 /4) L где:

• ? – 3,14;
• D – диаметр внутри участка трубопровода;
• L – длина участка трубопровода (если весь контур сделан из трубы одного диаметра, то считаем длину контура).

К примеру, диаметр внутри трубопровода из армированного полипропилена – 21,2 мм = 0,021м; длина контура – 100 м. 3,14 х (0,021 2 /4) х 100 = 0.0345м 3 или 34,5 литра. От сюда вывод: при объемах теплового носителя в системе 34,5 л, в температурных пределах СО от 0 до 80°С и давлении в системе от 0,3 до 1 Бар, нужен расширительный бак, емкостью 3,5 л.

Чтобы высчитать параметры насоса циркуляционного необходимы информацию о мощности котла, температурная разница при входе и выходе котельной. Дальше воспользуйтесь формулой Q = N /(t 2- t 1), где N – мощность котлоагрегата; T1 – температура теплового носителя на подающем патрубке, T2 – температура охлажденного теплового носителя на обратной ветке контура.

Совет: необходимо знать, что для построения грамотной системы отопления с одной трубой, не считая полученных данных предстоит проделать расчет гидравлических сопротивлений, которые появляются на равнопроходных отводах, предусмотреть гидравлические потери на точках сужения трубопровода, грязевике и обратном клапане (если предполагается). Данный расчет сделать самостоятельно довольно просто, применяя программы: «Гидравлические и тепловые расчеты» и HERZ. C. O. С.

Tagged : гидравлический / однотрубный / отопление / системы отопления