Автор: Хотелось бы выделить, что инженерные расчеты систем водоподачи и теплоснабжения совсем не назовешь примитивными, однако без них невозможно обойтись, только очень бывалый специалист-практик может изобразить систему обогрева «на глазок» и безошибочно выбрать трубные диаметры. Это если схема очень проста и необходима для обогрева маленького дома высотой 1 или 2 этажа. А когда речь идет о трудных двухтрубных системах, то рассчитывать их все равно придется. Данная статья для тех, кто надумал своими силами сделать расчет отопительные системы личного дома. Мы изложим методику несколько упрощенно, но так, дабы получить максимально точные результаты.
Цель и ход выполнения расчета
Разумеется, за результатами можно обратиться к профессионалам либо воспользоваться онлайн-калькулятором, коих хватает на всяких интернет-ресурсах. Но первое стоит наличных средств, а второе может дать некорректный результат и его все равно нужно выверять.
Так что лучше потерпеть и взяться за дело самому. Нужно понимать, что фактическая цель гидравлического расчета – это выбор проходных сечений труб и обозначение перепада давления во всей системе, чтобы правильно подобрать насос циркуляционный.
Примечание. Давая рекомендации по выполнению вычислений имеется в виду, что теплотехнические расчеты уже созданы, и радиаторы выбраны по мощности. Если же нет, то придется идти старым путем: принимать теплопроизводительность каждого радиатора по квадратуре помещения, но тогда точность расчета уменьшится.
Общая схема расчета смотрится подобным образом:
- подготовка аксонометрической схемы: когда уже сделан расчет дизайн радиаторов, то известна их мощность, ее необходимо нанести на чертеж возле каждого радиатора;
- обозначение расхода теплового носителя и диаметров трубопроводов;
- расчет сопротивления системы и выбор циркулярного насоса;
- расчет объема воды в системе и вместительности расширительного бачка.
Любой гидравлический расчет отопительные системы начинается со схемы, нарисованной в 3 измерениях для примера (аксонометрия). На нее наносятся все знаменитые данные, как пример возьмём участок системы, изображенный на чертеже:
Обозначение расхода теплового носителя и диаметров труб
Вначале каждую отопительную ветвь нужно разбить на участки, начав с самого конца. Разбивка выполняется по расходу воды, а он меняется от радиатора к теплообменнику. Значит, после каждой батареи начинается новый участок, это показано на примере, что предоставлен выше. Начнем с 1-го участка и находим в нем глобальный расход теплового носителя, смотря на мощность последнего устройства для обогрева помещения:
G = 860q/ ?t, где:
- G – расход теплового носителя, кг/ч;
- q – теплопроизводительность радиатора на участке, кВт;
- ?t– температурная разница в подающем и обратном трубопроводе, в большинстве случаев берут 20 ?С.
Для первого участка расчет теплового носителя выглядит так:
860 х 2 / 20 = 86 кг/ч.
Результат который получился нужно сразу нанести на схему, однако для дальнейших расчетов он нам потребуется в остальных единицах – литрах в секунду. Чтобы выполнить перевод, нужно воспользоваться формулой:
GV = G /3600?, где:
- GV – объемный водный расход, 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 применения специализированных готовых таблиц чтобы определить диаметр трубы в приватизированном доме. Они есть в свободном доступе и именуются «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 теплового носителя. Если открыть страницу 31, то в таблице 1 для труб из стали в первом столбце указаны затраты в л/сек. Чтобы не делать полный расчет труб для отопительные системы приватизированного дома, нужно просто выбрать диаметр по расходу, как показано ниже на рисунке:
Примечание. В левом столбце под диаметром тут же указывается скорость движения воды. Для отопительных систем ее значение должно лежать в границах 0.2—0.5 м/сек.
Итак, для нашего примера внутренний размер прохода должен составлять 10 мм. Но так как подобные трубы не применяются в отоплении, то смело принимаем трубопровод DN15 (15 мм). Проставляем его на схеме и переходим к другому участку. Так как следующий радиатор имеет аналогичную мощность, то использовать формулы не надо, берем предыдущий водный расход и умножаем его на 2 и приобретаем 0.048 л/сек. Опять обращаемся к таблице и находим в ней ближайшее подобающее значение. При этом помним наблюдать за скоростью направления воды v (м/сек), чтобы она не была больше указанные пределы (на рисунках выделена в левом столбце красным кружочком):
Главное. Для отопительных систем с конвективной циркуляцией скорость движения теплового носителя 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 прочие 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 выполняется не расчет гравитационной системы, а напорной, то по скорости теплового носителя труба DN15 подойдёт и на этот раз:
Идя таким путем, просчитываем все участки и наносим все данные на нашу аксонометрическую схему:
Расчет циркулярного насоса
Выбор и расчет насоса состоит в том, чтобы узнать потери давления теплового носителя, протекающего по всей трубопроводные сети. Результатом будет цифра, показывающая, какое давление следует развивать циркулярному насосу, чтобы «продавить» воду по системе. Это давление вычисляют по формуле:
P = Rl + Z, где:
- Р – потери давления в трубопроводной сети, Па;
- R – удельное противодействие трению, Па/м;
- l – длина трубы на одном участке, м;
- Z – потеря давления в здешних сопротивлениях, Па.
Примечание. 2-ух – и однотрубная отопительная система рассчитываются одинаково, по длине трубы во всех ветвях, а в первом варианте — прямой и обратной магистрали.
Данный расчет достаточно тяжелый и большой и трудный, тогда как значение Rl для любого участка можно не сложно отыскать по тем же таблицам Шевелева. В примере синим кружочком отмечены значения 1000i на каждом участке, его необходимо лишь сосчитать по длине трубы. Возьмём первый участок из примера, его протяженность 5 м. Тогда противодействие трению будет:
Rl = 26.6 / 1000 х 5 = 0.13 Бар.
Также производим промах всех участков попутной отопительные системы, а после результаты суммируем. Остается выяснить значение Z, перепад давления в здешних сопротивлениях. Для котла и радиаторов данные цифры отмечены в паспорте на изделие. На все остальные сопротивления мы рекомендуем взять 20% от общих потерь на трение Rl и все данные показатели просуммировать. Полученное значение умножаем на показатель запаса 1.3, это и будет нужный напор насоса.
Необходимо знать, что продуктивность насоса – это не емкость отопительные системы, а общий водный расход по всем ветвям и стоякам. Пример его расчета представлен в прошлом разделе, исключительно для выбора перекачивающего агрегата необходимо тоже учесть запас не меньше 20%.
Расчет расширительного бачка
Чтобы сделать расчет расширительного бачка для закрытой отопительные системы, нужно узнать, насколько возрастает объем жидкости при ее нагреве от домашней температуры +20 ?С до рабочей, находящейся в границах 50—80 ?С. Такая задача тоже не из примитивных, но ее решить можно иным вариантом.
Вполне корректным считается принимать объем бачка в размере десятой части от всего количества воды в системе, включая радиаторы и водяную сорочку котла. Благодаря этому опять открываем паспорта оборудования и находим в них вместительность 1 части батареи и котлового бачка.
Дальше, расчет объема теплового носителя в системе обогрева исполняется по примитивный схеме: вычисляется площадь поперечного сечения трубы каждого диаметра и умножается на ее длину. Полученные значения суммируются, к ним добавляются реквизиты паспорта, а после от результата берется десятая часть. Другими словами, если во всей системе 150 л воды, то вместительность расширительного бачка должна составлять 15 л.
Заключение
Многие, прочтя эту заметку, могут отказаться от намерения считать гидравлику своими силами ввиду явной проблемы процесса. Рекомендация для них – обратиться к специалисту-практику. Те же, кто проявил желание и уже сделал расчет мощности тепла теплоснабжения на здание, точно управятся и с такой задачей. Но готовую схему с результатами все равно стоит показать опытному установщику для контроля.
