Выясняем, как рассчитать систему отопления

Важный вопрос, возникающий по окончании монтажа отопительных приборов, касается того, как заполнить систему отопления закрытого типа и запустить её в эксплуатацию. Процесс несложный, хотя его особенности вызывают типовые затруднения у рядовых пользователей. К ним относятся выбор точки закачивания и величины давления теплоносителя.

Главные новости

  • Многоэтажка загорелась на севере Москвы
  • В Санкт-Петербурге пройдёт VIII Международный органный фестиваль
  • Выставка костюмов «Арт-Маскарад» создана по сохранившимся эскизам Леона Бакста, Александра Головина, Михаила Ларионова и Сергея Судейкина к спектаклям «Орфей», «Маскарад», «Полуночное солнце», «Венецианские безумцы», «Спящая красавица».
  • 16 января на Большой сцене ТЮЗа им. А. А. Брянцева состоится премьерный показ спектакля «Сказка к Рождеству: Петсон и Финдус» в постановке режиссера Василия Сазонова.
  • Суммы выше, распоряжение быстрее: что изменилось в программе материнского капитала в 2021 году
  • За девять лет инвестиции в экономику Москвы выросли в 2,6 раза
  • Студенты подмосковных колледжей смогут с сегодняшнего дня вернуться к занятиям в очном режиме
  • ДЕНЬ ТВОРЧЕСТВА И ВДОХНОВЕНИЯ: ТОВАРЫ ДЛЯ РУКОДЕЛИЯ В ТК «ЮЖНЫЕ ВОРОТА»
  • В Москве право на налоговые и имущественные льготы имеют 124 промышленные компании
  • В 2021 году основные новогодние и рождественские программы прошли в формате телевизионных и онлайн трансляций.
  • 13 января Михаил Мишустин вручит премии Правительства в области средств массовой информации за 2020 год
  • Дом на 140 квартир по программе реновации в Головинском районе введут в эксплуатацию в 2022 году
  • Реконструкцию пешеходного моста в Московском зоопарке завершат в этом году
  • «Русские сезоны» начинают год показом концерта «Денис Мацуев и друзья»
  • В районе Ивановское началось заселение первого дома по программе реновации

Как посчитать расход теплоносителя

Расчет литража теплоносителя производится так:

V труб= S × h,

где S – это площадь отверстия трубы,

Формула для расчета площади отверстия выглядит так:

S = π × r².

Как посчитать расход теплоносителя

Здесь π – постоянная, которая равняется приблизительно 3,14, а r – это радиус отверстия трубы, для простоты измерений лучше пользоваться диаметром, который в 2 раза больше радиуса, тогда расчет будет выглядеть так:

S = 3,14 × (d/2)².

Чтобы выяснить, сколько литров жидкости необходимо, необходимо применить формулу:

V = 3,14 × (d/2)² × h.

Например, для элемента диаметром 25 мм и длиной 20 м цифры будут такими:

V = 3,14 × (0,025м/2)² × 20м = 0,0098 м³ = 9,81 л

В системе отопления используются элементы разного диаметра. В таком случае нужно будет производить расчет для каждого отдельно, а потом сложить полученные цифры, затем приплюсовать литраж жидкости в радиаторах и литраж воды в котле. Если в системе отопления находится и расширительный бак, то его объём тоже надо будет добавить.

Расчет общего объема жидкости будет иметь такой вид:

Vобщий = Vкотла  + Vрасширительного бачка + Vвсех радиаторов + Vтруб Ø25 + Vтруб Ø 50

Как посчитать расход теплоносителя

Данные об объеме котла, расширительного бачка и секций батарей можно взять из технических паспортов изделий или посмотреть в интернете. Если расширительный бачок самодельный, то его объём высчитывается так: V = 3,14 × (d/2)²× h. Объем труб считается по формуле.

Важно! Количество циркулирующей воды существенно не влияет на снижение расхода топлива или электричества. Меньшее количество теплоносителя позволяет быстрее прогреть помещение, а большее – дольше сохранять тепло при выключенном котле.

Чтобы уменьшить расход воды можно прибегнуть к нескольким способам:

Виды графиков

В зависимости от назначения тепловой сети способы выполнения отличаются. Первый вариант — нормальный график отопления. Он представляет собой построения для сетей, работающих только на отопление помещений и регулируемых централизованно.

Повышенный график рассчитывается для тепловых сетей, обеспечивающих отопление и снабжение горячей водой. Он строится для закрытых систем и показывает суммарную нагрузку на систему подачи горячей воды.

Скорректированный график также предназначен для сетей, работающих и на отопление, и на нагрев. Здесь учитываются тепловые потери при прохождении теплоносителя по трубам до потребителя.

Технология заполнения: куда подавать теплоноситель

Необходимыми средствами являются емкость и насос, создающий требуемое давление жидкого теплоносителя. Вполне подойдут погружные типа «Гном» или «Малыш» (популярные у садоводов, использующих их для полива участков, расположенных выше уровней водоемов). Имеются свидетельства об успешном заполнении закрытых систем посредством ручных насосов – от используемых для опрыскивания защитными растворами огородных культур, до специализированных ручных насосов, применяемых для перекачки из бочек моторных топлив или жидких химических продуктов. Любую схему отопления можно успешно заполнить, контролируя давление по манометру.

Читайте также:  Как дёшево и быстро самому создать мебель из поддонов

Заполнение системы антифризом посредством погружного вибронасоса.

Первой операцией является выбор точки входа жидкости. Если напор, создаваемый насосом, поднимает жидкость до верха системы, следует подключаться в низшей точке котельной – патрубку подпитки теплоносителем, врезанному перед котлом в «обратку». Кроме входа подпитки необходим конструктивно отдельный выход слива (два разных узла системы). Первый оборудуется вентилем (шаровым краном) и обратным клапаном, второй – только вентилем (шаровым краном). Если низшая точка системы является штуцером слива воды из котла, то можно через него спустить/заполнить систему водой. Поскольку за котельным сливом (вообще за сливом) не устанавливается обратный клапан, любое выключение насоса повлечет вытекание закачанной жидкости – нужно быстро перекрывать кран перед штуцером.

Конструкция типового узла слива/подпитки.

Заключение по теме

Как видите, правильно рассчитать объем отопительной системы — значит, грамотно ее организовать. Конечно, многое будет зависеть от предварительных подсчетов, которые касаются мощности отопительных и нагревательных приборов, их количества, формы и размеров. Поэтому необходимо еще на стадии проектирования во всем этом разобраться. Если разберетесь, сможете провести расчеты правильно, и расходы на отопительную систему будут минимальны, а ее работа эффективна. Именно эти два фактора лежат в основе создания любой инженерной системы частного дома.

Читайте далее:

Как рассчитать количество радиаторов отопления — советы специалистов

Разбираемся, как рассчитать теплоотдачу радиатора

Проводим отопление дома: как рассчитать мощность котла

Как правильно рассчитать мощность чугунных радиаторов отопления

Варианты, как залить воду в систему отопления закрытого типа

Другие варианты

Установка подпиточных насосов или расширительного бака также требует проведения соответствующих расчетов. В этом случае для определения суммарного объема отопительной системы необходимо сложить объемы отопительных приборов (радиаторов), котла, а также трубопроводной части системы. Формула расчета выглядит следующим образом: V = (VS x E)/d, где d — показатель эффективности устанавливаемого бака (расширительного), Е — коэффициент расширения жидкости (выражается в процентах), VS — объем системы (общий), включающий теплообменники, котел, трубы, а также радиаторы, V — объем расширительного бака.

О коэффициенте расширения жидкости следует сказать отдельно. Этот показатель может иметь два значения, которые зависят от типа системы. Для расчета отопительных систем на воде его значение составляет 4%. Если же необходимо рассчитать систему этиленгликоля, то тогда коэффициент расширения принимается на уровне 4,4%.

К менее точным способам оценки объема можно отнести способ, использующий показатель мощности. Принимается, что 1 кВт равен 15 литрам жидкости. Причем при осуществлении приблизительного расчета нужно знать только мощность отопительной системы. В то же время детальная оценка объемов отопительных приборов, котла и трубопроводов не требуется. Рассмотрим конкретный пример. Допустим, что отопительная мощность домостроения составляет 75 кВт. Тогда общий объем системы составит: VS = 75 х 15 = 1125 литров.

Обязательно нужно учитывать, что факт использования современных элементов отопительной системы (труб или радиаторов) несколько снижает ее суммарный объем. Наиболее полную информацию по этому вопросу можно найти в технической документации производителя того или иного элемента.

Подбор емкости для компенсации теплового расширения теплоносителя

Один тип этих устройств связан с атмосферой второй – герметичный. Первые применяют в небольших, чаще всего, гравитационных системах. Герметичные устройства используются в СО с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Расчет расширительного бака системы отопления открытого типа заключается в определении его емкости, которая составляет, обычно, 10% от количества теплоносителя в системе, которое определяется по формуле:

W = π (D2/4) L где:

  • π – 3,14;
  • D – внутренний диаметр участка трубопровода;
  • L – длина участка трубопровода.

Совет: Если в СО используется труба только одного диаметра, то в качестве искомого участка следует принимать длину всего контура.

Подбор емкости для компенсации теплового расширения теплоносителя

Расчет расширительного бака для закрытой системы отопления более сложный. В нем должны учитываться следующие данные:

  • Процент увеличения объема теплоносителя при нагревании. Для воды это значение равно 5%; для других типов антифризов – до 50%. Для наглядности назовем данное значение «УО» — увеличение объема.
  • Объем теплоносителя в СО. Для расчетов используем буквенное обозначение «ОВ» — объем воды.
  • Максимальное давление в контуре. Дано в документации к котлоагрегату. «ДК» — давление в контуре.
  • Давление в камере расширительного бачка. Дано в документации к баку. «ДБ» — давление в бачке.
Читайте также:  Предохранительный клапан в системе отопления. Схема, подбор, настройка

Далее следует использовать следующий метод вычисления: УО х ОВ х (ДК+1) / ДК – ДБ. Полученное значение и будет искомой величиной емкости бака.

Совет! В данной публикации были рассмотрены наиболее простые методы расчетов наиболее важных элементов водяной СО. Вопрос в целесообразности проведения самостоятельных вычислений остается открытым. Мы рекомендуем – не экономить и обратиться за помощью к профессионалам.

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.

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:

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.

Особенности автономного отопления

Нормальный показатель для замкнутого контура 1,5 -2,0 бара, что намного отличается от давления в трубах центрального отопления. Причиной понижения может быть:

От показателя давления в системе отопления зависит не только циркуляция теплоносителя, а и исправность оборудования. Чтобы предотвратить понижение и повышение давления на любом участке системы, устанавливается расширительный бачок. Это металлическая емкость с резиновой мембраной внутри. Мембрана делит бачок на две камеры: с водой и воздухом. Вверху есть клапан, через который выходит воздух при экстремальном повышении давления. Оно может произойти за счет чрезмерного подогрева жидкости. После того как вода остынет и уменьшиться в объёме, давления в системе будет недостаточно, ведь воздух вышел. Расчет объёма расширительного бака осуществляется исходя из общего объёма теплоносителя в системе.

Особенности расчета внутренней температуры в разных помещениях

Правила предусматривают поддержание температуры для жилого помещения на уровне 18˚С, но существуют некоторые нюансы в этом вопросе.

  • Для угловой комнаты жилого здания теплоноситель должен обеспечить температуру 20˚С.
  • Оптимальный температурный показатель для ванной комнаты — 25˚С.
  • Важно знать, сколько градусов должно быть по нормативам в помещениях, предназначенных для детей. Установлен показатель от 18˚С до 23˚С. Если же это детский бассейн, нужно поддерживать температуру на уровне 30˚С.
  • Минимальная температура, допустимая в школах — 21˚С.
  • В заведениях, где проходят культурно-массовые мероприятия по нормативам поддерживается максимальная температура 21˚С, но показатель не должен опускаться ниже цифры 16˚С.
Читайте также:  Как продуть батарею отопления: пять самых эффективных способов

Для увеличения температуры в помещениях при резких похолоданиях или сильном северном ветре, работники котельной повышают градус отпуска энергии для отопительных сетей.

На теплоотдачу батарей влияет наружная температура, вид отопительной системы, направленность поступления теплоносителя, состояние коммунальных сетей, тип отопительного прибора, роль которого может выполнять как радиатор, так и конвектор.

ВНИМАНИЕ! Дельта температур между подачей на радиатор и обраткой не должна быть значительной. В противном случае будет ощущаться большая разница теплоносителя в разных комнатах и даже квартирах многоэтажного здания.

Главным фактором, все же, является погода, вот почему измерения наружного воздуха для поддержания температурного графика является первоочередной задачей.

Если на улице мороз до 20˚С, теплоноситель в радиаторе должен иметь показатель 67-77˚С, при этом норма для обратки 70˚С.

Если уличная температура нулевая, норма для теплоносителя 40-45˚С, а для обратки – 35-38˚С. Стоит отметить, что разница температур между подачей и обраткой не является большой.

Что это такое

Если для системы с принудительной циркуляций нужен перепад давлений, создаваемый циркуляционным насосом или обеспеченный подключением к теплотрассе, то здесь картина иная. Отопление естественной циркуляцией использует простой физический эффект — расширение жидкости при нагреве.

Если отбросить технические тонкости, принципиальная схема работы такова:

  • Котел нагревает некий объем воды. Так, понятное дело, расширяется и, благодаря меньшей плотности, вытесняется более холодной массой теплоносителя вверх.
  • Поднявшись в верхнюю точку отопительной системы, вода, постепенно остывая, самотеком описывает круг по системе отопления и возвращается к котлу. При этом она отдает тепло отопительным приборам и к тому моменту, когда снова оказывается у теплообменника, имеет большую плотность, чем вначале. Далее цикл повторяется.
Что это такое

Полезно: понятное дело, ничто не мешает включить в схему циркуляционный насос. В штатном режиме он будет обеспечивать более быструю циркуляцию воды и равномерный прогрев, а при отсутствии электричества отопительная система будет работать с естественной циркуляцией.

Работа насоса в естественной системе циркуляции.

Параметры для выбора наноса

Расход и напор

Параметры для выбора наноса

Выбирают циркуляционные модели по параметрам, традиционно важным для насосов всех типов, — расходу (производительности, измеряемой обычно в литрах в минуту или кубометрах в час перекачиваемой жидкости) и напору (измеряется в метрах). И расход, и напор определяются при гидравлическом расчёте отопительной системы, который должен сделать специалист.

Ряд моделей циркуляционных насосов поддерживает несколько рабочих скоростей вращения (обычно три), а их электронные системы управления позволяют менять скорость в зависимости от потребностей системы отопления.

Параметры для выбора наноса

Из других параметров отметим такие, как геометрические размеры, способ размещения, температуру и тип перекачиваемой жидкости. Всё это также определяется при проектировании системы.

Размеры

Параметры для выбора наноса

Из геометрических размеров важны сечение труб (и, соответственно, входящего и выходящего патрубков насоса) и расстояние между патрубками (монтажная длина). В зависимости от этих параметров выбирают насос с условным проходом патрубков, обычно равным 15, 20, 25 и 32 мм. Также, как правило, есть выбор из двух типоразмеров с монтажной длиной 130 и 180 мм. При этом не забывайте, что компактный насос всегда можно поставить вместо модели большей монтажной длины, а вот с установкой, наоборот, могут возникнуть трудности.

Вертикальный или горизонтальный монтаж

Параметры для выбора наноса

Многие современные модели насосов имеют универсальную конструкцию, их можно устанавливать в любом положении. Но для некоторых моделей важно, как расположена главная ось насоса — по вертикали или по горизонтали (уточните нужный вам тип заранее, перед покупкой).

Параметры для выбора наноса

«Джилекс»

Циркуляционный насос, модель «Циркуль 25-40» («Джилекс»).

Параметры для выбора наноса

Leroy Merlin

Leroy Merlin

Параметры для выбора наноса

Wilo

Циркуляционный насос, серия Wilo-Stratos PICO-SmartHome.

Параметры для выбора наноса

Температура теплоносителя

Примерно половина моделей рассчитана на перекачку чистой воды, обычно с температурой не ниже 2°С. Если вы планируете использовать теплоноситель на основе этилен- или пропиленгликоля, выбирайте модель, рассчитанную на соответствующие жидкости, у которых минимальная температура может быть -10-15°С (её указывают в описании оборудования).

Параметры для выбора наноса

Практически все модели циркуляционных насосов способны перекачивать очень горячую (до 110 °С) жидкость, а вот с холодной водой могут возникнуть проблемы: большинство моделей не рассчитано на температуру жидкости ниже нуля.

По стоимости циркуляционные насосы можно разделить на две группы. Первая — это продукция лидеров рынка с многолетней репутацией, таких как Grundfos, Wilo или DAB. Вторая группа — российское или белорусское оборудование, такое как «Джилекс» или «Калибр», либо продукция китайских брендов, таких как Oasis. Выбор между двумя группами зависит от потребностей покупателя. Продукция лидеров предпочтительна при необходимости создать надёжную и долговечную систему, которая проработает долго. Насосы второй группы подходят для постройки базового экономичного решения.