Гидравлические расчеты Расход хладагента Наглядный пример Расчет расхода и сопротивления Падение давления Особенности выбора основного патрубка в двухтрубной системе Результаты Видео
Задача гидравлического расчета системы отопления заключается в том, чтобы найти точные значения диаметра трубы и мощности насоса. Эти параметры являются обязательными для организации эффективного обогрева помещения.
Гидравлические вычисления
Основными гидравлическими показателями, необходимыми для расчетов, являются:
- Скорость циркуляции хладагента в контуре.
- Уровень сопротивления труб и фитингов.
- Объем воды.
Каждый из этих показателей напрямую связан с другими: любое изменение любого параметра подразумевает изменение общей картины. Например, уменьшение диаметра вызывает не только ускорение движения теплоносителя, но и увеличивает гидравлическое сопротивление. Наоборот, с увеличением сечения труб происходит уменьшение скорости и сопротивления. Учитывая эту тенденцию, можно легко добиться снижения материальных затрат, повысить эффективность и надежность отопления дома.
Система отопления состоит из четырех основных элементов:
- Клапаны регулирующие (термоклапаны, термоклапаны) и запорная арматура (краны шаровые, краны).
- Трубопровод.
- Батареи для нагрева воды.
- Источник тепловой энергии (котельное оборудование).
Для этих элементов характерно наличие индивидуальных параметров, требующих учета при организации отопления. Обычно производители на выпускаемом ими оборудовании указывают информацию о характеристиках: это касается как обычных радиаторов отопления, так и любых расходных материалов. Для упрощения расчета разработаны специальные таблицы и графики. Например, для облегчения выбора полипропиленовых труб к ним прилагается документация со специальными номограммами для гидравлических расчетов.
Расход теплоносителя
Нетрудно заметить, что расход и количество воды, нагретой в котле, напрямую связаны. На объемы подготавливаемого теплоносителя напрямую влияет тепловая нагрузка котла. В свою очередь, это зависит от того, сколько тепла уходит из помещения на улицу. Его необходимо компенсировать подогревом. Расчет гидравлики позволяет понять, сколько хладагента расходуется на отдельных участках контура. Каждый из них имеет постоянное сечение и скорость потока.
Наглядный пример
Для выполнения расчетов можно взять схему, состоящую из двух нагревательных колец (первое немного длиннее второго). Каждый из них лучше разделить на сегменты, нумеруя от точки с наибольшей скоростью потока. Продолжительность первого участка от котла определяется до момента изменения расхода теплоносителя. Обычно этой точкой является ближайший лифт или радиатор. Гидравлический расчет отопления производится одновременно для подающего и обратного трубопровода, во избежание перебоев в циркуляции.
Для расчета расхода теплоносителя используется формула: G = Q/(c*(t2 — t1)). Здесь G — расход воды в системе (кг/с); Q – теплота (Вт), необходимая для возмещения тепловых потерь; t2 – температура, до которой необходимо довести теплоноситель; t1 – температура охлажденной воды; С – удельная теплоемкость воды (постоянная величина, равная 4,2 кДж/(кг•°С).
Имея информацию о расходах, с помощью специальных справочников легко определить сечение труб отопления. В этих же источниках наряду с диаметром есть указания на расход и перепад давления. Также важно понимать, что по мере подъема по стоякам сечение труб постепенно уменьшается. Например, диаметр основной трубы может быть 32 мм. На следующем участке меняются на 24мм, а еще дальше — на 16мм. Резких изменений сечения лучше избегать.
Скорость потока и расчет сопротивления
Нежелательно, чтобы хладагент двигался по трубам медленнее 0,2 — 0,3 м/с. Это грозит образованием воздушных заторов, из-за выделения газа из воды. В результате эффективность системы как минимум снизится. Что касается верхнего порога скорости, то он рекомендуется на уровне 0,7 — 1,5 м/с.
При его превышении теплоноситель будет сильно шуметь. Рекомендуемый показатель, на который следует ориентироваться при расчете скорости теплоносителя, составляет 0,5 — 0,7 м/с.
Потери напора
Нагрузочные потери характерны для всех участков колец первой и второй цепи. Это понятие относится к общим потерям на трение в трубах, фитингах и батареях.
Для определения сопротивления системы отопления требуется знание следующих величин:
- v — скорость.
- р — плотность.
- R — потеря давления в трубопроводе.
- l – длина этого участка трубы.
- Σζ — полное сопротивление.
Специфика выбора основной ветви в двухтрубной системе
Исходя из практического опыта расчетов, при наличии проходного движения теплоносителя в двухтрубной схеме лучше выбирать более нагруженный стояк через нижнюю батарею. В однотрубной схеме речь идет о петле через наиболее загруженный стояк. Если горячая вода имеет тупиковое движение, то в двухтрубной системе выбирается нижнее кольцо радиатора наиболее нагруженного выносного стояка.
В однотрубной схеме используется аналогичный подход. В горизонтальном контуре предпочтение отдается кольцу наиболее проходимого направления нижнего этажа. Такую работу по гидравлическому расчету двухтрубной системы отопления следует проводить максимально аккуратно, ведь малейшая ошибка может обернуться большой проблемой.
Итоги
Гидравлическое сопротивление системы отопления – очень важная величина, без которой невозможно организовать эффективное отопление дома. Настоятельно рекомендуется выполнить все необходимые расчеты как можно точнее. Если нет уверенности в себе, лучше не рисковать и пригласить для этого квалифицированного специалиста. В тех случаях, когда было принято решение осуществить этот расчет самостоятельно, важно не торопиться, делая все с учетом рассмотренных примеров.
