Как рассчитать объем и расход теплоносителя в системе

Содержание

• Мощность системы отопления
• Объем теплоносителя
• Расход теплоносителя

Индивидуальная система отопления во многом похожа на кровеносную систему человека. Теплоноситель циркулирует по трубам дома от его «сердца» – котла – и доставляет тепло ко всем точкам обогрева: радиаторам, контурам теплого пола и другим отопительным приборам.

Проектирование системы отопления требует тщательной подготовки. Помимо правильно подобранного оборудования и качественного монтажа, важно выполнить корректные расчеты. Они позволяют убедиться, что каждый элемент системы будет работать эффективно и без перегрузок. 

Расчеты особенно актуальны при модернизации отопления – замене труб, добавлении радиаторов или подключении новых помещений.

Рассмотрим основные параметры, которые необходимо учитывать при проектировании системы отопления.

Мощность системы отопления

Мощность системы отопления используется для подбора котла и расчета расхода теплоносителя. Именно с этого параметра начинаются все дальнейшие вычисления.

Если тепловая мощность уже известна, можно переходить к следующему разделу. Если нет – ее можно определить ориентировочно по площади помещений.

Ориентировочный расчет мощности

На каждые 10 кв.м площади требуется 1 кВт тепловой мощности.

Такой способ расчета подходит для капитальных зданий с нормальной теплоизоляцией и высотой потолков до 3 м. Метод является упрощенным и применяется для предварительной оценки.

Пример расчета

Площадь здания – 2000 кв.м

2000 / 10 = 200 кВт

Объем теплоносителя

При проектировании системы отопления важно знать общий объем теплоносителя. Эти данные необходимы для правильного подбора расширительного бака и оценки инерционности системы.

Общий объем теплоносителя рассчитывается как сумма объемов всех элементов системы

V = V котла + V радиаторов + V труб

Объем котла

Объем теплоносителя в котле указывается в его технической документации.

Ориентировочные значения:

• настенные газовые котлы – от 3 до 7 л;
• напольные котлы, включая твердотопливные – до 25 л.

Объем радиаторов

Объем радиаторов также указывается в паспорте изделия. Если данных нет, допускается использовать усредненные значения на одну секцию:

• чугунные – 1,5 л;
• алюминиевые – 0,4 л;
• биметаллические – 0,3 л.

Объем всех радиаторов определяется умножением объема одной секции на количество секций каждого прибора с последующим суммированием.

Объем труб

Объем трубопровода рассчитывается по длине труб и их внутреннему диаметру. Для упрощенного расчета можно воспользоваться таблицей.

Типоразмер трубы, дюйм	Внутренний диаметр, мм	Объем на 1 м трубы, 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

Объем труб определяется умножением значения из таблицы на общую длину труб данного диаметра.

Пример расчета

Длина труб – 50 м, диаметр – 1/2 дюйма.

50 × 0,177 = 8,85 л

Если в системе используются трубы разных диаметров, объем каждого участка рассчитывается отдельно, после чего все значения суммируются.

Расширительный бак

При нагреве теплоноситель расширяется, поэтому в системе обязательно должен быть установлен расширительный бак.

Ориентировочный объем бака:

• при использовании воды – не менее 15% от общего объема системы;
• при использовании антифриза – не менее 20%.

Объем бака допускается выбирать с запасом, но он не должен быть меньше расчетного значения. Приведенные проценты используются для предварительной оценки. Для точного подбора применяются расчетные формулы с учетом физических свойств теплоносителя.

Расход теплоносителя

Расход теплоносителя определяет, с какой интенсивностью тепло передается от котла к отопительным приборам. Этот параметр необходим для подбора циркуляционного насоса и обеспечения стабильной работы системы.

1. Инженерная формула расчета

m = Q / (Cp × Δt)

Где:

m – расход теплоносителя, кг/с

Q – тепловая мощность системы, кВт

Cp – удельная теплоемкость теплоносителя, кДж/(кг·°C)

(для воды принимается значение 4,19)

Δt – разница температур между подающей и обратной линией, °C

(в бытовых системах обычно 5 °C)

Пример расчета

Q = 200 кВт

m = 200 / (4,19 × 5) = 9,54 кг/с

2. Упрощенный расчет

Для систем отопления с водой и температурным перепадом около 5 °C допускается упрощенный расчет.

m ≈ Q / 20

Пример

200 / 20 = 10 кг/с

Метод используется для ориентировочных расчетов и дает небольшую погрешность.

3. Расчет расхода в кубических метрах в час

Для подбора насосного оборудования часто используют расход в кубических метрах в час.

G = 0,86 × (Q / Δt)

где G – расход теплоносителя, куб.м/ч (для воды).

Пример

G = 0,86 × (200 / 5) = 34,4 куб.м/ч

Приведение расхода к единицам насосного оборудования

Производители циркуляционных насосов указывают расход в литрах в минуту (л/мин). Поэтому расчетные значения необходимо перевести.

• 1 кг/с ≈ 60 л/мин (для воды)
• 1 куб.м/ч ≈ 16,6 л/мин

Примеры

10 кг/с = 600 л/мин

34,4 куб.м/ч ≈ 571 л/мин

Инженерная формула дает наиболее точный результат, поэтому при использовании упрощенных методов рекомендуется закладывать небольшой запас по расходу.

Теперь вы знаете, какие параметры необходимо учитывать при проектировании системы отопления и как выполнить базовые расчеты. Если вы не уверены, что сможете корректно применить формулы на практике, лучше доверить проектирование специалистам. А для комплектации системы отопления вы можете подобрать все необходимое оборудование – от котла и радиаторов до труб и теплоносителя – в нашем онлайн-гипермаркете.