Гідравлічний розрахунок системи опалення: просто про складне

Що являє собою гідравлічний розрахунок системи опалення? Які величини потребують підрахунках? Нарешті, головне: як розрахувати їх, не маючи точними значеннями гідравлічного опору всіх ділянок, опалювальних приладів і елементів запірної арматури? Давайте розбиратися.

що розраховуємо

Для будь-якої системи опалення найважливіший параметр - її теплова потужність.

Вона визначається:

• Температурою теплоносія.
• Тепловою потужністю опалювальних приладів.

Зауважте: в документації останній параметр вказується для фіксованої дельти температур між температурою теплоносія і повітрям в опалювальному приміщенні в 70 С. Зменшення дельти температур вдвічі призведе до двократного зменшення теплової потужності.

Методи обчислення теплової потужності ми поки залишимо за кадром: їм присвячено досить тематичних матеріалів.

Однак для того, щоб забезпечити перенесення тепла від траси або котла до опалювальних приладів, важливі ще два параметри:

1. Внутрішній перетин трубопроводу, прив'язане до його діаметру.

1. Швидкість потоку в цьому трубопроводі.

В автономній опалювальній системі з примусовою циркуляцією важливо знати ще пару значень:

1. Гідравлічний опір контуру. Розрахунок гідравлічного опору системи опалення дозволить визначити вимоги до натиску, створюваному циркуляційним насосом.
2. Витрата теплоносія через контур, який визначається продуктивністю циркуляційного насоса опалювальної системи при відповідному напорі.

проблеми

Як кажуть в Одесі, «їх є».

Для того, щоб обчислити повне гідравлічне опір контуру, потрібно врахувати:

• Опір прямих ділянок труб. Воно визначається їх матеріалом, внутрішнім діаметром, швидкістю потоку і ступенем шорсткості стінок.

• Опір кожного повороту і переходу діаметру.
• Опір кожного елемента запірної арматури.
• Опір всіх опалювальних приладів.
• Опір теплообмінника котла.

Зібрати воєдино всі необхідні дані явно стане проблемою навіть в найпростішій схемі.

Що робити?

формули

На щастя, для автономної опалювальної системи гідравлічний розрахунок опалення може бути виконаний з прийнятною точністю і без поглиблення в нетрі.

Швидкість потоку

З нижнього боку її обмежує зростання перепаду температур між подачею і обратку, а заодно і підвищена ймовірність завоздушіванія. Швидкий потік витіснить повітря з перемичок до атоматичний; повільний ж з цим завданням не впорається.

З іншого боку, занадто швидкий потік неминуче породить гідравлічні шуми. Елементи запірної арматури і повороти розливу стануть джерелом дратівної гулу.

Для опалення діапазон прийнятною швидкості потоку береться від 0,6 до 1,5 м / с; при цьому підрахунок інших параметрів зазвичай виконується для значення 1 м / с.

Діаметр

Його при відомій теплової потужності найпростіше підібрати по таблиці.

напір

У спрощеному варіанті він розраховується за формулою H = (R * I * Z) / 10000.

У ній:

• H - шукане значення напору в метрах.
• I - втрата напору в трубі, Па / м. Для прямого ділянки труби розрахункового діаметра він приймає значення в діапазоні 100-150.
• Z - додатковий компенсаційний коефіцієнт, який залежить від наявності в контурі додаткового обладнання.

Якщо в системі присутні кілька елементів зі списку, відповідні коефіцієнти перемножуються. Так, для системи з кульовими вентилями, різьбовими фітингами для труб і термостатом, який регулює прохідність розливу, Z = 1,3 * 1,7 = 2,21.

продуктивність

Інструкція з розрахунку своїми руками продуктивності насоса теж не відрізняється складністю.

Продуктивність обчислюється за формулою G = Q / (1,163 * Dt), в якій:

• G - продуктивність в м3 / год.
• Q теплова потужність контуру в кіловатах.
• Dt - різниця температур між подає і зворотним трубопроводами.

приклад

Давайте наведемо приклад гідравлічного розрахунку системи опалення для наступних умов:

• Дельта температур між подає і зворотним трубопроводом дорівнює стандартним 20 градусам.
• Теплова потужність котла - 16 КВт.
• Загальна довжина розливу однотрубною ленінградки - 50 метрів. Опалювальні прилади підключені паралельно розливу. Термостати, що розривають розлив, і вторинні контури зі змішувачами відсутні.

Отже, приступимо.

Мінімальний внутрішній діаметр відповідно до наведеної вище таблиці дорівнює 20 міліметрів при швидкості потоку не менше 0,8 м / с.

Корисно: сучасні циркуляційні насоси часто мають ступінчасту або, що зручніше, плавне регулювання продуктивності. В останньому випадку ціна пристрою трохи вище.

Оптимальний напір для нашого випадку буде дорівнює (50 * 150 + 1,3) / 10000 = 0,975 м. Власне, в більшості випадків параметр не потребує розрахунку. Перепад в системі опалення багатоквартирного будинку, що забезпечує в ній циркуляцію - всього 2 метри; саме таке мінімальне значення напору абсолютної більшості насосів з мокрим ротором.

Продуктивність обчислюється як G = 16 / (1,163 * 20) = 0,69 м3 / год.

висновок

Сподіваємося, що наведені методики розрахунків допоможуть читачеві обчислити параметри власної опалювальної системи, що не забираючись в нетрі складних формул і довідкових даних. Як завжди, прикріплене відео запропонує додаткову інформацію. Успіхів!