Нужно отметить, что инженерные расчеты систем поступления воды и отопления абсолютно не назовешь простыми, но без них нельзя обойтись, только очень бывалый специалист-практик может изобразить систему отопления «на глазок» и безошибочно подобрать трубные диаметры. Это если схема весьма проста и нужна для обогревания небольшого дома высотой 1 или 2 этажа. А когда речь идет о сложных двухтрубных системах, то рассчитывать их все равно придется. Эта статья для тех, кто решился самостоятельно сделать расчет системы отопления частного дома. Мы изложим методику несколько упрощенно, но так, чтобы получить максимально точные результаты. Кстати, если вам нужно перевести инструкцию про отопление с иностранного языка обращайтесь на сайт burotranslate.com.ua. Бюро переводов оболонь, мы всегда работаем для Вас каждый день, кроме субботы и воскресенья с 10.00 до 18.00. Наше бюро находится на Оболони, все, что Вам нужно-только принести нам собственные документы, все другое сделают за Вас.
Цель и ход выполнения расчета
Конечно, за результатами можно обратиться к специалистам либо воспользоваться онлайн-калькулятором, коих хватает на всяких интернет-ресурсах. Но первое стоит денег, а второе может дать некорректный результат и его все равно необходимо проверять.
Так что лучше потерпеть и взяться за дело самому. Необходимо понимать, что практическая цель гидравлического расчета – это подбор проходных сечений труб и обозначение перепада давления во всей системе, чтобы по правилам выбрать циркуляционный насос.
Примечание. Давая рекомендации по выполнению вычислений имеется в виду, что теплотехнические расчеты уже сделаны, и радиаторы подобраны по мощности. Если же нет, то придется идти старым путем: принимать тепловую мощность каждого радиатора по квадратуре помещения, но тогда точность расчета станет меньше.
Общая схема расчета выглядит таким образом:
- подготовка аксонометрической схемы: когда уже осуществлен расчет отопительных приборов, то известна их мощность, ее надо нанести на чертеж возле каждого радиатора;
- обозначение расхода теплоносителя и диаметров трубопроводов;
- расчет сопротивления системы и подбор насоса циркуляционного;
- расчет объема воды в системе и вместительности бака расширительного.
Любой гидравлический расчет системы отопления начинается со схемы, нарисованной в 3 измерениях для наглядности (аксонометрия). На нее наносятся все известны данные, вот например возьмём участок системы, изображенный на чертеже:
Обозначение расхода теплоносителя и диаметров труб
Вначале каждую отопительную ветвь необходимо разбить на участки, начав с самого конца. Разбивка делается по расходу воды, а он меняется от радиатора к теплообменному аппарату. Значит, после каждой батареи начинается новый участок, это показано на примере, что предъявлен выше. Начинаем с 1-го участка и находим в нем групповой расход теплоносителя, смотря на мощность последнего отопительные приборы:
G = 860q/ ?t, где:
- G – расход теплоносителя, кг/ч;
- q – тепловую мощность радиатора на участке, кВт;
- ?t– разница температур в подающем и обратном трубопроводе, во многих случаях берут 20 ?С.
Для первого участка расчет теплоносителя выглядит так:
860 х 2 / 20 = 86 кг/ч.
Результат который удался следует сразу нанести на схему, но для дальнейших расчетов он нам понадобится в других единицах – литрах в секунду. Чтобы сделать перевод, необходимо воспользоваться формулой:
GV = G /3600?, где:
- GV – объемный водопотребление, л/сек;
- ?– плотность воды, при температуре 60 ?С равна 0.983 кг / литр.
Имеем: 86 / 3600 х 0,983 = 0.024 л/сек. Надобность если перевести единиц поясняется необходимостью использования специальных готовых таблиц Чтобы узнать размер трубы в приватизированном доме. Они есть в свободном доступе и называются «Таблицы Шевелева для гидравлических расчетов». Скачать их можно, перейдя по ссылке: http://dwg.ru/dnl/11875
В данных таблицах опубликованы значения диаметров стальных и пластмассовых труб в зависимости от расхода и скорости движения теплоносителя. Если открыть страницу 31, то в таблице 1 для стальных труб в первом столбце указаны расходы в л/сек. Чтобы не делать полный расчет труб для системы отопления частного дома, необходимо просто подобрать диаметр по расходу, как показано ниже на рисунке:
Примечание. В левом столбце под диаметром здесь же указывается скорость движения воды. Для систем отопления ее значение должно лежать в пределах 0.2—0.5 м/сек.
Итак, для нашего примера внутренний размер прохода должен составлять 10 мм. Но так как такие трубы не используются в отоплении, то смело принимаем трубопровод DN15 (15 мм). Проставляем его на схеме и перейдем к иному участку. Так как следующий радиатор имеет подобную мощность, то применять формулы не нужно, берем предыдущий водопотребление и умножаем его на 2 и приобретаем 0.048 л/сек. Снова обращаемся к таблице и находим в ней ближайшее подходящее значение. При этом помним следить за скоростью направления воды v (м/сек), чтобы она не была больше указанные пределы (на рисунках отмечена в левом столбце красным кружочком):
Важно. Для систем отопления с естественной циркуляцией скорость движения теплоносителя должна составлять 0.1—0.2 м/сек.
Как видно на рисунке, участок №2 тоже ложится трубой DN15. Дальше, по первой формуле находим расход на участке №3:
860 х 1,5 / 20 = 65 кг/ч и переводим его в другие единицы:
65 / 3600 х 0,983 = 0.018 л/сек.
Прибавив его к сумме затрат 2-ух предыдущих участков, приобретаем: 0.048 + 0.018 = 0.066 л/сек и вновь обращаемся к таблице. Так как у нас в примере делается не расчет гравитационной системы, а напорной, то по скорости теплоносителя труба DN15 подходит и на этот раз:
Идя таким путем, просчитываем все участки и наносим все данные на нашу аксонометрическую схему:
Расчет насоса циркуляционного
Подбор и расчет насоса заключается в том, чтобы выяснить потери давления теплоносителя, протекающего по всей сети трубопроводов. Результатом станет цифра, показывающая, какое давление следует развивать байпасу, чтобы «продавить» воду по системе. Это давление вычисляют по формуле:
P = Rl + Z, где:
- Р – потери давления в сети трубопроводов, Па;
- R – удельное сопротивление трению, Па/м;
- l – длина трубы на одном участке, м;
- Z – потеря давления в здешних сопротивлениях, Па.
Примечание. 2-ух – и однотрубная нагревательная система рассчитываются одинаково, по длине трубы во всех ветвях, а в варианте который был первым — прямой и обратной магистрали.
Данный расчет не легкими и большой и сложный, в то время как значение Rl для каждого участка можно не прилагая серьезных усилий найти по тем же таблицам Шевелева. В примере синим кружочком отмечены значения 1000i на каждом участке, его надо только посчитать по длине трубы. Возьмём первый участок из примера, его протяженность 5 м. Тогда сопротивление трению будет:
Rl = 26.6 / 1000 х 5 = 0.13 Бар.
Также производим промах всех участков попутной системы отопления, а после результаты суммируем. Остается узнать значение Z, перепад давления в здешних сопротивлениях. Для котла и радиаторов эти цифры отмечены в паспорте на изделие. На все другие сопротивления мы советуем взять 20% от общих потерь на трение Rl и эти все показатели просуммировать. Полученное значение умножаем на показатель запаса 1.3, это и будет необходимый напор насоса.
Важно знать, что эфективность насоса – это не емкость системы отопления, а общий водопотребление по всем ветвям и стоякам. Пример его расчета предъявлен в предыдущем разделе, только для подбора перекачивающего агрегата нужно тоже учитывать запас не меньше 20%.
Расчет бака расширительного
Чтобы выполнить расчет бака расширительного для закрытой системы отопления, необходимо узнать, насколько начинает увеличиваться объем жидкости при ее нагреве от комнатной температуры +20 ?С до рабочей, находящейся в пределах 50—80 ?С. Эта задача тоже не из простых, но ее решить можно также одним вариантом.
Вполне корректным считается принимать объем бака в размере десятой части от всего количества воды в системе, включая радиаторы и водяную рубашку котла. Вследствие этого снова открываем паспорта оборудования и находим в них вместительность 1 части батареи и котлового бака.
Дальше, расчет объема теплоносителя в системе отопления выполняется по простой схеме: вычисляется площадь поперечного сечения трубы каждого диаметра и умножается на ее длину. Полученные значения суммируются, к ним прибавляются паспортные данные, а после от результата берется десятая часть. Иначе говоря если во всей системе 150 л воды, то вместительность бака расширительного должна составлять 15 л.
Заключение
Многие, прочтя эту заметку, могут отказаться от намерения считать гидравлику самостоятельно ввиду явной проблемы процесса. Рекомендация для них – обратиться к специалисту-практику. Те же, кто проявил желание и уже сделал расчет мощности тепла отопления на здание, точно управятся и с этой задачей. Но готовую схему с результатами все равно стоит показать опытному монтажнику для контроля.
