Гидравлический расчет системы отопления частного дома онлайн: примеры и формулы

Этот расчет довольно громоздкий и сложный, тогда как значение Rl для каждого участка можно легко найти с помощью тех же таблиц Шевелева. В примере синим кругом отмечено значение 1000i в каждой секции, поэтому достаточно пересчитать на длину трубы. Возьмем в качестве примера первый участок, его длина составляет 5 метров. Тогда сопротивление трения составит :

Гидравлический расчет однотрубной и двухтрубной системы отопления с формулами, таблицами и примерами

Экономичный тепловой комфорт дома обеспечивается расчетом сантехники, ее качественным монтажом и правильной эксплуатацией. Основными компонентами системы отопления являются источник тепла (котел), система теплопроводов (трубы) и устройства отвода тепла (радиаторы). Для обеспечения эффективного теплоснабжения необходимо поддерживать исходные параметры системы при любых нагрузках, независимо от времени года.

Перед началом гидравлического расчета необходимо выполнить следующее:

  • Сбор и обработку информации по объекту с целью:
    • Определение требуемого количества тепла
    • Выбор отопительной системы.
    • Тепловая энергия;
    • Нагрузка;
    • Тепловые потери.

    Если водяное отопление считается наилучшим решением, производится гидравлический расчет.

    Расчет гидравлики с помощью программ требует знания теории и законов сопротивления. Если приведенные ниже формулы вам непонятны, вы можете выбрать параметры, которые мы предлагаем в каждой программе.

    Расчеты были выполнены в Excel. Готовый результат вы можете увидеть в конце инструкции.

    Определение расхода теплоносителя и диаметров труб

    Каждую разминку следует разделить на части, начиная с конца. Разделение производится на основе расхода воды, который различается от радиатора к радиатору. Поэтому после каждого радиатора начинается новая секция, как показано в примере выше. Начните с первой секции и найдите массовый расход теплоносителя в этой секции, исходя из мощности последнего радиатора:

    G = 860q/ ∆t, при этом

    • G – скорость теплопередачи, кг/ч;
    • Q – тепловая мощность радиатора на площадке, кВт;
    • Δt – разница температур в подающей и обратной трубе, обычно принимаемая равной 20 ºC.

    В первом разделе расчет теплоносителя производится следующим образом:

    860 х 2 / 20 = 86 кг/ч.

    Полученный результат следует сразу же нанести на диаграмму, но для дальнейших расчетов он нужен в других единицах – литрах в секунду. Для перевода следует использовать формулу:

    ГВ = Г /3600ρ, где

    • GV – объемный расход воды, л/с;
    • Ρ – плотность воды, при 60ºС 0,983 кг/л.

    Имеем: 86 / 3600 х 0,983 = 0.024 л/сек. Потребность в переводе единиц объясняется необходимостью использования специальных готовых таблиц для определения диаметра трубы в частном 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 таблицах приведены значения для стальных и пластиковых труб в зависимости от расхода и скорости теплоносителя. Если обратиться к странице 31, то в таблице 1 в первом столбце указана скорость потока в л/с для стальных труб. Чтобы избежать необходимости рассчитывать всю трубу для системы отопления в отдельно стоящем доме, просто подберите диаметр в соответствии с расходом, как показано на схеме ниже:

    определение диаметра труб по расходу теплоносителя

    Примечание: В левой колонке под диаметром сразу указана скорость воды. В случае отопительных систем она должна составлять от 0,2 до 0,5 м/с.

    В результате внутренний диаметр прохода в нашем примере будет равен 10 мм. Можно использовать трубопровод DN15 (15 мм), так как эти трубы не используются для отопления. Затем переходим ко второй секции. В этом случае, поскольку следующий радиатор имеет такую же мощность, вам не нужно использовать формулы. Просто умножьте предыдущий расход на 2, и вы получите 0,048 л/сек. Снова обратившись к таблице, определяем ближайшее подходящее число. Не забывайте также следить за скоростью потока воды v (м/с), чтобы убедиться, что она не превышает установленных пределов (на рисунках, отмеченных в левой колонке красным кружком):

    определение внутреннего размера прохода трубоповода

    Это очень важно. Для систем отопления с естественной циркуляцией скорость движения теплоносителя должна составлять 0,1-0,2 м/с.

    Как видно на рисунке, участок 2 также был проложен с использованием трубы DN15. Затем используйте первую формулу для нахождения расхода на участке 3:

    Чтобы перевести 860 x 1,5 / 20 в кг/ч, используйте эту формулу:

    65 / 3600 х 0,983 = 0.018 л/сек.

    В дополнение к сумме двух предыдущих отрезков получаем: 0,048 + 0,018 = 0,066 л/с. и снова обращаемся к таблице. Поскольку в нашем примере используется напорная система, а не гравитационная, труба DN15 также подойдет:

    подбор труб для отопления

    Таким образом, мы вычисляем все площади и наносим все данные на нашу аксонометрическую диаграмму:

    фрагмент схемы двухтрубной системы

    Какой котел лучше выбрать для дома?

    Именно отопительные котлы составляют большую часть системы. Ваш дом будет отапливаться ими, поэтому необходимо тщательно подойти к их выбору. Подразделяются по типу мощности, которой они обладают:

    • Электрический;
    • Твердое топливо;
    • Жидкое топливо;
    • Газ.

    Каждый из них имеет ряд важных преимуществ и недостатков

    1. Электрические котлы не завоевали большой популярности, в основном из-за их высокой стоимости и больших затрат на обслуживание. Тарифы на электроэнергию оставляют желать лучшего, возможны обрывы линий электропередач, что может оставить ваш дом без тепла.
    2. Твердотопливные котлы часто используются в отдаленных городах и деревнях, где нет централизованных коммуникационных сетей. Они нагревают воду с помощью дров, брикетов и древесного угля. Основным недостатком является необходимость постоянного контроля топлива, в случае если оно заканчивается, а времени на его пополнение нет, дом перестает отапливаться. В современных моделях эта проблема решена, благодаря автоматической подаче, но цена таких устройств значительно выше.
    3. Жидкотопливные котлы, в подавляющем большинстве случаев, работают на дизельном топливе. Они имеют отличные характеристики благодаря высокой энергоэффективности, но высокая цена сырья и необходимость использования дизельных баков ограничивают многих покупателей.
    4. Газовые котлы – лучшее решение для загородного дома. Благодаря своим небольшим размерам, низким ценам на газ и высокой теплоотдаче они завоевали доверие большинства населения.

    Расчет мощности отопительных приборов

    Перед расчетом мощности отопительного котла необходимо определить тип используемого котла. Отопительные котлы имеют разный КПД, и от этого выбора будет зависеть не только уровень производства тепла, но и финансовая составляющая последующей эксплуатации при выборе топлива:

    • Электрические котлы,
    • Твердотопливные котлы,
    • Жидкотопливные котлы,
    • Комбинированные электро- и топливные котлы.

    Мощность котла необходима при выборе типа котла. От этого будет зависеть функционирование системы. Расчет мощности водонагревательного котла производится, учитывая количество необходимой тепловой энергии на м3. Для расчета объема отапливаемых помещений можно использовать калькулятор:

    • спальня: 9 м2 3 м = 27 м3,
    • спальня: 12 м2 3 м = 36 м3,
    • спальня: 15 м2 3 м = 45 м3,
    • гостиная: 25 м2 3 м = 75 м3,
    • коридор: 6 м2 3 м = 18 м3,
    • кухня: 12 м2 3 м = 36 м3,
    • санузел: 8 м2 3 м = 24 м3.

    В расчет включаются все комнаты в доме, даже если не планируется установка радиаторов Источник: stroikairemont.com

    Полученные результаты суммируются, чтобы получить общий объем дома 261 м3. При расчете необходимо учитывать помещения и коридоры, в которых не планируется установка отопительного оборудования, например, коридор, кладовая или прихожая. Таким образом, тепла от установленных в доме радиаторов достаточно для обогрева всего дома.

    При расчете системы отопления необходимо учитывать климатическую зону и наружную температуру зимой.

    Возьмем произвольную цифру для региона 50 Вт/м3 и площадь отапливаемого дома 261 м3. В этом примере мы используем следующую формулу: 50 Вт 261 м3 = 13050 Вт. Умножаем этот результат на 1,2, чтобы получить 15,6 кВт для котла. Этот коэффициент позволяет увеличить мощность котла на 20%. Таким образом, котел может работать в режиме экономии и избегать особых перегрузок.

    Поправочный коэффициент на региональные климатические условия варьируется от 0,7 в южных регионах России до 2,0 в северных регионах. В Центральной России применяется коэффициент 1,2.

    Вот еще одна формула, которую используют онлайновые калькуляторы:

    Чтобы получить приблизительную оценку требуемой мощности котла, умножьте площадь помещения на климатический фактор и разделите результат на 10.

    Пример формулы для расчета мощности отопительного котла для дома площадью 120 м2 в северном регионе России:

    Гидравлическая увязка

    С помощью регулирующего и запорного клапана в системе отопления достигается баланс разности давлений.

    гидравлическое испытание трубопроводов систем отопления

    Гидравлическая связь системы выполнена на основе:

    • Расчетная нагрузка (массовый расход хладагента)
    • Данные производителя труб о динамическом сопротивлении
    • Количество местных сопротивлений в районе
    • Технические характеристики фитингов

    Характеристики установки – перепад давления, настройка, пропускная способность – указываются для каждого клапана. Они используются для определения коэффициентов расхода теплоносителя в каждом стояке, а затем в каждом приборе.

    Потери давления прямо пропорциональны квадрату расхода теплоносителя и измеряются в кг/ч., где

    S – произведение динамического удельного давления, выраженного в Па/(кг/ч) и приведенного коэффициента местного сопротивления участка (ξпр).

    Приведенный коэффициент ξpr представляет собой сумму всех местных сопротивлений в системе.

    Калькулятор расхода сжиженного газа на отопление

    Окупается ли отопление дома газом? Онлайн калькулятор

    Хороший семейный бюджет помогает минимизировать вероятность локальности.

    Выгодно ли отапливать дом сжиженным газом из газгольдера: считаем сколько можно сэкономить денег за год

    Ни один серьезный предприниматель не станет начинать новое дело, не вникнув в детали.

    Калькулятор расчета количества секций радиаторов отопления: делаем правильный расчет количества секций на комнату

    В подавляющем большинстве случаев основными конечными теплообменными устройствами являются системы отопления.

    Калькулятор расчета общего объёма системы отопления

    Иногда владельцам домов или квартир с системой нагрева горячей воды приходится определять точный общий объем системы. В большинстве случаев это связано с необходимостью проведения профилактических и ремонтных работ, во время которых придется полностью сливать воду из системы.

    Калькулятор расчета производительности насосно-смесительного узла «теплого пола»

    О преимуществах тех, кто владеет загородными домами, читали и слышали многие владельцы загородного жилья.

    Калькулятор расчета тепловой мощности печи для бани

    Большинство владельцев загородных домов считают наличие качественной сауны само собой разумеющимся.

    Какой выбрать твердотопливный котел для отопления частного дома: ТОП-10 лучших котлов

    Твердотопливные котлы экономичны и незаменимы в тех случаях, когда требуется автономная система отопления.

    Итоги статьи

    Для того чтобы определить гидравлическое сопротивление системы отопления, необходимо обладать опытом.

    Здесь ошибки могут стоить очень дорого. Отдельные ветки и стояки могут не работать. Они просто не будут циркулировать.

    Поэтому лучше всего использовать людей, которые обучены и опытны в этом виде работы.

    Сами монтажники почти никогда не занимаются расчетами.

    Они склонны применять везде одни и те же решения, которые работали для них раньше.

    Тем не менее, то, что сработало для кого-то другого, может не подойти для вас.

    Поэтому я настоятельно рекомендую вам обратиться к инженеру и сделать полный проект. На этом пока все, жду ваших вопросов в комментариях.

    Наш калькулятор отопления частного дома поможет вам избежать наиболее распространенных ошибок, допускаемых начинающими пользователями. Вы получите максимально приближенную к реальности величину теплопотерь, эффективность приборов, количество секций радиаторов и другие данные, необходимые для создания надежной системы отопления. Основным преимуществом калькуляторов KALK.PRO является высокая точность рассчитанных данных и минимальные знания пользователя – весь процесс автоматизирован, исходные параметры максимально обобщены, и вы можете легко дополнить их значения, основываясь на собственном опыте.

    Гидравлический расчет системы отопления: пример расчета

    Инженерам часто приходится рассчитывать системы отопления для крупных объектов.

    У них большое количество обогревателей и несколько сотен метров труб, но еще многое предстоит подсчитать.

    Без GR невозможно выбрать правильный циркуляционный насос.

    Кроме того, RG позволяет до установки определить, будет ли работать сборка или нет.

    Чтобы облегчить работу проектировщиков, были разработаны различные численные методы и программное обеспечение для определения гидравлического сопротивления. Давайте начнем от ручного к автоматическому.

    Приближенные формулы расчета гидравлического сопротивления

    Для оценки удельных потерь на трение в трубопроводе можно использовать следующую приближенную формулу:

    Здесь существует почти квадратичная зависимость от скорости движения жидкости в трубопроводе.

    Эта формула действительна для скоростей 0,1-1,25 м/с.

    Если известен расход теплоносителя, то существует приблизительная формула для определения внутреннего диаметра труб:

    После получения результата необходимо определить номинальный диаметр, используя следующую таблицу:

    таблица Ду

    Большая часть работы будет включать в себя расчет местных сопротивлений в арматуре, запорной арматуре и нагревательных приборах.

    Ранее я упоминал о коэффициентах местного сопротивления ξ, их выбор производится по справочным таблицам.

    Если в отношении углов и запорной арматуры все понятно, то выбор CMR для тройников сам по себе превращается в приключение.

    Чтобы понять, о чем я говорю, давайте посмотрим на следующее изображение:

    На этом рисунке изображены четыре типа тройников, каждый из которых имеет свое собственное локальное сопротивление CMR.

    Сложность здесь заключается в выборе правильного направления потока греющего вещества.

    Для тех, кому это действительно необходимо, вот таблица формул из книги Самарина О.Д. “Гидравлические расчеты инженерных систем”:

    Эти формулы можно перенести в MathCAD или любую другую программу и рассчитать CMR с погрешностью до 10 %.

    Формулы применимы к скоростям потока от 0,1 до 1,25 м/с и трубам номинальным диаметром до 50 мм.

    Эти формулы вполне подходят для отопления коттеджей и частных домов. Теперь рассмотрим некоторые программные решения.

    Программы для расчета гидравлического сопротивления в системах отопления.

    Сейчас в Интернете можно найти несколько различных программ для расчета отопления, как платных, так и бесплатных.

    Понятно, что платное программное обеспечение имеет более широкий функционал, чем бесплатное, и позволяет решать более широкий круг задач.

    Читайте также:
    Диван из поддонов своими руками: фото вариантов дизайна, пошаговая инструкция изготовления, чертежи и схема сборки, и как сделать угловую и раскладную модель?
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: