Как рассчитать объем и расход теплоносителя в системе

Содержание

• Мощность системы отопления
• Объем теплоносителя
• Расход теплоносителя

Индивидуальная система отопления похожа на кровеносную систему человека. Теплоноситель циркулирует по венам дома от его сердца в виде котла. Задача – доставлять тепло в каждую точку обогрева: радиаторы, теплый пол и др.

Монтаж системы отопления требует тщательной подготовки. Вам понадобится инструмент, правильно подобранное оборудование и, конечно, верные расчеты. Полезно будет проверить работоспособность по формулам, чтобы каждый элемент системы справлялся с поставленной задачей. Это важно и при модернизации системы, например, если вы заменяете трубы, добавляете радиаторы и достраиваете новые помещения, которые нужно отапливать.

Мы расскажем про важные параметры, которые нужно учесть при проектировании отопительной системы.

Мощность системы отопления

Этот параметр нужен для определения расхода теплоносителя и подбора котла, который справится с обогревом помещения. Сначала определяемся с мощностью, чтобы использовать ее в остальных формулах. Если данный параметр вам известен, переходите к следующему пункту.

Если же вы еще не знаете мощность, то ее легко определить исходя из площади всех помещений.

На 10 кв. м приходится 1 кВт

Такой подсчет действует для капитальных построек с хорошей теплоизоляцией и высотой потолков не более 3 м.

Допустим, площадь объекта составляет 2000 кв. м.

Расчет будет следующим

2000 / 10 = 200 кВт

Объем теплоносителя

При монтаже системы отопления важно сделать не только расчет расхода теплоносителя, но и определить его объем. Для этого существует формула. Она помогает вычислить объем во всех элементах системы.

V теплоносителя = V котла + V радиаторов + V труб

• V котла – найдете в его техническом паспорте. У настенных газовых моделей этот параметр может составлять от 3 до 7 л. У напольных, в том числе твердотопливных, он больше – до 25 л.
• V радиаторов – тоже можно найти в техническом паспорте. Если его нет, возьмите усредненное значение в зависимости от материала: 1,5 л на секцию – для чугунных; 0,3 л на секцию – для биметаллических; 0,4 л на секцию – для алюминиевых. Сложите количество секций для каждого радиатора, а затем суммируйте все.
• V труб – можно вычислить по упрощенному алгоритму с помощью таблицы. Для этого общую длину труб умножаем на объем одного метра трубы в соответствии с ее типоразмером.

Определить соответствие поможет таблица

Типоразмер трубы, дюйм	Внутренний радиус, мм	Объем на 1 м труб, л
1/2	15	0,177
3/4	20	0,314
1	25	0,491
1 1/4	32	0,804
1 1/2	40	1,257
2	50	2,467

Вычислить объем трубопровода можно, умножив объем из последней колонки на общую длину труб. Например, если длина трубопровода 50 м с использованием трубы 1/2 дюйма, то мы умножаем 50 на 0,177. Получаем 8,85 куб. м.

Важно: если в системе на разных участках трубы имеют разный диаметр, необходимо рассчитывать объем каждого участка отдельно, а затем их объем суммировать. Например, из котельной выходит труба диаметром 1 дюйм, а в комнатах используются трубы диаметром 1/2 дюйма.

На заметку: нужно определить объем бака под тепловое расширение в зависимости от используемого теплоносителя. Если в качестве теплоносителя будет использована вода, объем бака будет составлять не менее 15% от вместимости всей системы. Для антифриза этот показатель равен 20%. Стоит отметить, что объем бака может быть несколько больше расчетного числа, но ни в коем случае не меньше. Это упрощенный подход для оценки. Есть более точные формулы, для которых нужны справочные данные по физическим свойствам выбранного антифриза.

Расход теплоносителя

На что влияет расход теплоносителя в системе отопления и зачем его определять? По этому параметру подбирают циркуляционный насос для принудительного движения теплоносителя в системе. Верные подсчеты помогут спроектировать систему правильно для работы без потерь напора.

Чтобы определить расход теплоносителя, используются разные формулы. Мы расскажем про наиболее распространенные. Вы можете применить одну из них или несколько для самопроверки. Только вам надо будет перевести полученные значения в литры в минуту.

1. Инженерная формула

m = Q / (Cp × Δt)

• m – расход теплоносителя, кг/с
• Q – суммарная мощность системы отопления, кВт
• Cp – удельная теплоемкость теплоносителя, кДж (при подсчете для воды берем средний показатель 4,19 кДж)
• Δt – разница температур на входе и выходе котла (чаще всего это 5 °C)

Если вы хотите правильно подсчитать расход теплоносителя, формула поможет избежать ошибок. Просто подставьте в нее параметр тепловой мощности.

Например, мощность составляет 200 кВт. А остальные значения возьмем усредненные.

Расчет по формуле будет следующим

m = 200 / (4,19 × 5) = 9,54 кг/с

2. Упрощенная формула

Есть также упрощенный расчет расхода теплоносителя по тепловой нагрузке. Им пользуются не столько инженеры, сколько хозяева домов, которые хотят выполнить работу самостоятельно.

Для этого нужно тепловую мощность разделить на 20 (усредненное значение для расчета при использовании воды в системе).

Вернемся к нашему примеру. Если мощность составляет 200 кВт, то мы разделим ее на 20.

Расчет будет следующим

200 / 20 = 10 кг/с

Если сравнить полученные значения по обеим формулам, можно увидеть небольшую погрешность в упрощенной формуле. Поэтому лучше округлить полученное значение в большую сторону.

3. Формула для определения расхода в кубометрах в час

Также часто встречается формула определения расхода в кубометрах в час. Она выглядит следующим образом.

G = 0,86 (Q / Δt).

Значения Q и Δt берем такие же, как в первой инженерной формуле.

Расчет будет следующим

G = 0,86 (200 / 5) = 34,4 куб.м/ч

Как применить расчеты на практике

Полученные по формулам значения не дают возможности использовать данные для подбора циркуляционного насоса по расходу теплоносителя. Производители насосного оборудования указывают расход в литрах в минуту (л/мин). Для этого показатели надо перевести.

• Первые две формулы дают значение расхода в килограмм в секунду (кг/сек). Нужно перевести значение в соотношении: 1 кг/сек = 60 л/мин

Для нашего примера из первой формулы соотношение будет следующим

10 кг/сек = 600 л/мин

• Третья формула дает значение в кубических метрах в час (куб.м/ч). Необходимо перевести его в соотношении: 1 куб.м/ч = 16,6 л/мин

Для нашего примера соотношение будет следующим

34,4 куб.м/ч = 567,6 л/мин

Как видите, первая формула, инженерная – дает самое большое значение. Поэтому, если вы будете использовать другие, сделайте небольшой запас и округлите значение в большую сторону.

Теперь вы знаете, какие параметры нужно учитывать при проектировании системы отопления. Но если вы не уверены, что справитесь самостоятельно, лучше доверьте эту работу профессионалам. А сами сосредоточьтесь на выборе необходимого оборудования. На нашем сайте вы можете купить все, чтобы собрать систему отопления под ключ – от котла до радиаторов и антифриза.