Гідравлічний розрахунок системи опалення приватного будинку приклад, розрахунок обсягу теплоносія

Мета і хід виконання розрахунку

Звичайно, за результатами можна звернутися до фахівців або скористатися онлайн-калькулятором, яких вистачає на всяких інтернет-ресурсах. Але перше коштує грошей, а друге може дати некоректний результат і його все одно треба перевіряти.

Так що краще набратися терпіння і взятися за справу самому. Треба розуміти, що практична мета гідравлічного розрахунку - це підбір прохідних перетинів труб і визначення перепаду тиску у всій системі, щоб вірно вибрати циркуляційний насос.

Примітка. Даючи рекомендації щодо виконання обчислень мається на увазі, що теплотехнічні розрахунки вже зроблені, і радіатори підібрані по потужності. Якщо ж ні, то доведеться йти старим шляхом: приймати теплову потужність кожного радіатора по квадратурі приміщення, але тоді точність розрахунку знизиться.

Загальна схема розрахунку виглядає таким чином:

• підготовка аксонометрической схеми: коли вже виконаний розрахунок опалювальних приладів, то відома їх потужність, її треба нанести на креслення біля кожного радіатора;
• визначення витрати теплоносія і діаметрів трубопроводів;
• розрахунок опору системи і підбір циркуляційного насоса;
• розрахунок обсягу води в системі і місткості розширювального бака.

Будь-гідравлічний розрахунок системи опалення починається з схеми, намальованої в 3 вимірах для наочності (аксонометрія). На неї наносяться всі відомі дані, як приклад візьмемо ділянку системи, зображений на кресленні:

Визначення витрати теплоносія і діаметрів труб

Спочатку кожну опалювальну гілка треба розбити на ділянки, починаючи з самого кінця. Розбивка робиться по витраті води, а він змінюється від радіатора до радіатора. Значить, після кожної батареї починається нова ділянка, це показано на прикладі, що представлений вище. Починаємо з 1-го ділянки і знаходимо в ньому масова витрата теплоносія, орієнтуючись на потужність останнього опалювального приладу:

• G - витрата теплоносія, кг / год;
• q - теплова потужність радіатора на ділянці, кВт;
• Δt- різниця температур в подаючому і зворотному трубопроводі, зазвичай беруть 20 ºС.

Для першої ділянки розрахунок теплоносія виглядає так:

860 х 2/20 = 86 кг / год.

Отриманий результат треба відразу нанести на схему, але для подальших розрахунків він нам знадобиться в інших одиницях - літрах в секунду. Щоб зробити переклад, треба скористатися формулою:

• GV - об'ємна витрата води, л / сек;
• ρ- щільність води, при температурі 60 ºС дорівнює 0.983 кг / літр.

Примітка. У лівому стовпчику під діаметром відразу ж вказується швидкість руху води. Для систем опалення її значення повинно лежати в межах 0.2-0.5 м / сек.

Отже, для нашого прикладу внутрішній розмір проходу повинен складати 10 мм. Але оскільки такі труби не використовуються в опаленні, то сміливо приймаємо трубопровід DN15 (15 мм). Проставляємо його на схемі і переходимо до другого ділянці. Так як наступний радіатор має таку ж потужність, то застосовувати формули не потрібно, беремо попередній витрата води і множимо його на 2 і отримуємо 0.048 л / сек. Знову звертаємося до таблиці і знаходимо в ній найближчим підходяще значення. При цьому не забуваємо стежити за швидкістю течії води v (м / сек), щоб вона не перевищувала зазначені межі (на малюнках відзначена в лівому стовпчику червоним кружечком):

Важливо. Для систем опалення з природною циркуляцією швидкість руху теплоносія має становити 0.1-0.2 м / сек.

Як видно на малюнку, ділянка №2 теж прокладається трубою DN15. Далі, по першій формулі знаходимо витрата на ділянці №3:

860 х 1,5 / 20 = 65 кг / год і переводимо його в інші одиниці:

65/3600 х 0,983 = 0.018 л / сек.

Додавши його до суми витрат двох попередніх ділянок, отримуємо: 0.048 + 0.018 = 0.066 л / сек і знову звертаємося до таблиці. Оскільки у нас в прикладі робиться не розрахунок гравітаційної системи, а напірної, то за швидкістю теплоносія труба DN15 підійде і на цей раз:

Йдучи таким шляхом, прораховуємо всі ділянки і наносимо всі дані на нашу аксонометрическую схему:

Розрахунок циркуляційного насоса

Підбір і розрахунок насоса полягає в тому, щоб з'ясувати втрати тиску теплоносія, що протікає по всій мережі трубопроводів. Результатом стане цифра, що показує, який тиск слід розвивати циркуляційного насосу, щоб «продавити» воду по системі. Це тиск розраховують за формулою:

• Р - втрати тиску в мережі трубопроводів, Па;
• R - питомий опір тертю, Па / м;
• l - довжина труби на одній ділянці, м;
• Z - втрата тиску в місцевих опорах, Па.

Примітка. Двох - і однотрубна система опалення розраховуються однаково, по довжині труби у всіх гілках, а в першому випадку - прямий і зворотній магістралі.

Даний розрахунок досить громіздкий і складний, в той час як значення Rl для кожної ділянки можна легко знайти за тими ж таблицями Шевельова. У прикладі синім кружечком відзначені значення 1000i на кожній дільниці, його треба тільки перерахувати по довжині труби. Візьмемо першу ділянку з прикладу, його протяжність 5 м. Тоді опір тертю буде:

Rl = 26.6 / 1000 х 5 = 0.13 Бар.

Слід знати, що продуктивність насоса - це не ємність системи опалення, а загальна витрата води по всім гілкам і стояках. Приклад його розрахунку представлений в попередньому розділі, тільки для підбору перекачує агрегату потрібно теж передбачити запас не менше 20%.

Розрахунок розширювального бака

Щоб розрахуватися розширювального бака для закритої системи опалення, необхідно з'ясувати, наскільки збільшується обсяг рідини при її нагріві від кімнатної температури +20 ºС до робочої, що знаходиться в межах 50-80 ºС. Це завдання теж не з простих, але її можна вирішити іншим способом.

Цілком коректним вважається приймати обсяг бака в розмірі десятої частини від усієї кількості води в системі, включаючи радіатори і водяну сорочку котла. Тому знову відкриваємо паспорта обладнання та знаходимо в них місткість 1 секції батареї і котлового бака.

Далі, розрахунок обсягу теплоносія в системі опалення виконується за простою схемою: обчислюється площа поперечного перерізу труби кожного діаметра і множиться на її довжину. Отримані значення підсумовуються, до них додаються паспортні дані, а потім від результату береться десята частина. Тобто, якщо у всій системі 150 л води, то місткість розширювального бака повинна складати 15 л.

висновок

Багато, прочитавши цю статтю, можуть відмовитися від наміру вважати гідравліку самостійно через явну складності процесу. Рекомендація для них - звернутися до фахівця-практику. Ті ж, хто проявив бажання і вже зробив розрахунок теплової потужності опалення на будинок, напевно впораються і з цим завданням. Але готову схему з результатами все одно варто показати досвідченому монтажникові для перевірки.