Гидравлический расчет и моделирование тепловых сетей

Если в вашем доме проржавели трубы, или старый котел вышел из строя, пора задуматься о фундаментальной замене всей системы отопления на новую и современную.

Расчет мощности котла

Правильно рассчитать мощность котла является самой легкой задачей из всех, которые предстоит решить при создании новой отопительной системы. Мощность котла измеряется в киловаттах (кВт). При стандартной высоте перекрытия отапливаемого помещения, 1 кВт мощности котла вполне способен обогреть 10 кв.м площади этого помещения.

Правда, существуют некоторые нюансы, которые касаются определенных видов котлов. Например, для настенного двухконтурного котла рассчитывать мощность нужно по другому, так как при мощности 24 кВт он не способен обогреть площадь 240 кв.м. В таких котлах одна половина выдаваемой энергии приходится на контур отопления, а другая половина – на подогрев воды. Поэтому такой котел в состоянии нагреть всего 120 кв.м. жилой площади и то слабо. Любой грамотный специалист в области теплотехники знает про необходимый запас мощности и в результате станет понятно, что такой котел подходит для обогрева всего 90 кв.м. площади. А если потолки выше стандартных, то еще меньше.

Расчет мощности котла

Немного по-другому делается расчет мощности одноконтурного котла. Это еще проще предыдущего. Здесь учитывается только необходимый резерв мощности и высота перекрытия. Это значит, что котел мощностью 24 кВт сможет обогреть 200 кв.м. площади, имеющей стандартные потолки 2.5 м и 170 кв.м. площади с высотой перекрытия до 3 м.

Однотрубные системы

В однотрубных системах отопления теплоноситель последовательно проходит по всем радиаторам.

Создавая отопление частного дома своими руками, проще всего обустроить однотрубную систему отопления. Она обладает множеством преимуществ, например, экономичностью использования материалов. Здесь мы можем неплохо сэкономить на трубах и добиться доставки тепла в каждое помещение. Однотрубная система отопления предусматривает последовательную доставку теплоносителя в каждую батарею. То есть теплоноситель покидает котел, заходит в одну батарею, потом в другую, потом в третью, и так далее.

Что происходит в последней батарее? Достигнув конца отопительной системы, теплоноситель разворачивается и отправляется обратно в котел по цельной трубе. В чем заключаются основные преимущества подобной схемы?

  • Легкость в монтаже – нужно последовательно провести теплоноситель по батареям и вернуть его обратно.
  • Минимальный расход материалов – это самая простая и дешевая схема.
  • Низкое расположение труб отопления – их можно смонтировать по уровню пола или вовсе опустить под полы (это можно увеличить гидравлическое сопротивление и потребовать применения циркуляционного насоса).
Однотрубные системы

Присутствуют и некоторые недостатки, с которыми приходится мириться:

  • ограниченная длина горизонтального участка – не более 30 метров;
  • чем дальше от котла, тем холоднее радиаторы.

Впрочем, есть некоторые технические ухищрения, которые позволяют нивелировать эти недостатки. Например, с длиной горизонтальных участков можно справиться установкой циркуляционного насоса. Он же поможет сделать последние радиаторы более теплыми. Компенсировать падение температуры помогут и перемычки-байпасы на каждом из радиаторов. Давайте теперь обсудим отдельные разновидности однотрубных систем.

Водяное отопление частного дома своими руками схемы

Коллекторная схема отопление в частном доме своими руками

Отопление при помощи воды отличается высоким качеством и простотой организации среди остальных типов обогрева. Системы разнятся видом топлива, на котором работают: жидком (солярка, мазут); твердом (уголь, торф, древесина); газу или электроэнергии. Рационально подбирать котел, исходя из доступности конкретного вида горючего.

При монтаже водяного обогрева применяют следующие типы труб: медные, стальные, из нержавеющих металлов либо полимерные. Поскольку от выбора материала зависит надежность и прочность системы, рассмотрим все варианты:

  • Стальные трубы отличаются невысокой стоимостью и доступностью, однако они подвержены коррозии. Соединять их рекомендуют при помощи резьбы, так как при сварке места соединения будут ржаветь.
  • Медные трубы характеризуются как самые долговечные и надежные, но довольно дорогие. Соединяют их при помощи пайки.
  • Трубы из нержавеющих металлов будут самыми долговечными, при этом потребуют больших финансовых затрат. Соединяют такие трубы посредством резьбы.
  • Полимерные трубы отличаются небольшой ценой при малой стойкости к перепадам температур. Их можно соединять пайкой либо посредством резьбы.

Водяное отопление отдельного дома, независимо от топлива которым нагревается теплоноситель, может быть одноконтурным и двухконтурным. Первый способ позволяет эксплуатировать систему для обогрева помещения либо нагрева воды, тогда как при втором совмещаются обе функции. Довольно практичным является прокладывание двух одноконтурных систем. Такой способ выгоден при подогреве воды в летний период и обеспечивает экономную работу котла.

Коллекторная схема отопление в частном доме своими руками

Системы отопления частных домов различают по типу разводки: коллекторная, однотрубная и двухтрубная.

  • В однотрубной схеме нагретая жидкость, двигаясь, постепенно теряет температуру, вследствие чего последние батареи будут неспособны отопить комнату.
  • Наилучшим образом обогреть коттедж позволит двухтрубная система отопления. Этот способ предполагает подключение к радиатору двух трубопроводных веток. По одной подается нагретая вода, а по другой выводится охлажденная. Ветка с нагретым теплоносителем подводится параллельно ко всем батареям. Установка термостатов по линии подачи горячего теплоносителя перед радиаторами дает возможность регулировать температуру. Потери тепла при использовании данного способы незначительны.
  • Коллекторная система считается самой передовой на данный момент. Она функционирует следующим образом: от коллектора ко всем радиаторам отходит 2 трубы (по одной поступает горячая вода, а вторая служит для возвращения остывшей). Её использование делает возможным регулирование температуры в любом из помещений и позволяет проводить ремонт, не отключая полностью отопление дома.
Читайте также:  Виды тепловых пушек + обзор предложений ведущих производителей

Расчет отопления подразумевает под собой точное определение необходимой мощности котла. Рассчитывают отопление частного дома по следующей формуле:

W = k*S/10,

где W –мощность, кВт;

k – коэффициент поправки. Чтобы показатель мощности котла можно было рассчитать максимально точно вводятся специальные коэффициенты. Они зависят от общей температуры и погодных условий для различных областей (для Подмосковья и средней полосы России принято использовать коэффициент 1,2-1,5; для Урала и северных регионов 1,5-2; на юге 0,7-1,2).;

S – площадь коттеджа в метрах квадратных.

Рекомендуют к рассчитанному значению добавить 20% запаса производительности. Это позволит на случай сильных морозов не перегружать котел при роботе на полную мощность.

Подробный состав проектной документации

Подробный состав проектной документации для раздела проекта по отоплению, тепловым сетям и тепломеханическим решениям котельной на различных этапах выполнения работ приведен в приложении к договору подряда на проведение проектно-изыскательских работ.

Здесь мы представляем это приложение в полном объеме.

Наименование раздела документации Этап выполнения работ
Эскизный проект / Эскизная схема Проектная документация (проект, стадия «П») Рабочая документация (рабочий проект, стадия «Р»)
1. Обложка* + + +
2. Титульный лист* + + +
3. Лист согласования** + +
4. Содержание* +
5. Состав проекта* +
6. Техническое задание** + + +
7. Технические условия (при получении их от заказчика) + +
8. Пояснительная записка, включающая в себя **: + + +
8.1. Реквизиты документа, на основании которого принято решение о разработки проектной документации + +
8.2. Исходные данные и условия для подготовки проектной документации + + +
8.3. Сведения о функциональном назначении объекта + + +
8.4. Сведения о потребности объекта в топливе, газе, воде, электрической энергии, тепловой энергии, кол-ве подаваемого и удаляемого воздуха, холоде. Сведения приводиться в текстовой или табличной форме + +
8.5. Технико-экономические показатели проектируемых объектов +
8.6. Общие сведения о системах + +
8.7. Общие характеристики проектируемых систем и их сетей + +
8.8. Сведения о наличии разработанных и согласованных специальных технических условий — в случае необходимости разработки таких условий + +
8.9. Заверение проектной организации о том, что проект отопления разработан в соответствии с заданием на проектирование, техническими регламентами, в том числе устанавливающими требования по обеспечению безопасной эксплуатации зданий, строений, сооружений и безопасного использования прилегающих к ним территорий, и с соблюдением технических условий +
По разделу отопление и тепловые сети проект ОВК включает следующие данные:
Сведения о климатических и метеорологических условиях района строительства, расчетных параметрах наружного воздуха +
Сведения об источниках теплоснабжения, параметрах теплоносителей систем отопления + +
Описание и обоснование способов прокладки и конструктивных решений, включая решения в отношении диаметров и теплоизоляции труб теплотрассы от точки присоединения к сетям общего пользования до объекта +
Перечень мер по защите трубопроводов от агрессивного воздействия грунтов и грунтовых вод +
Обоснование принятых систем и принципиальных решений по отоплению помещений + +
Сведения о тепловых нагрузках на отопление, горячее водоснабжение, на производственные и другие нужды +
Обоснование оптимальности размещения отопительного оборудования +
Описание автоматики систем отопления и теплоснабжения +
Сведения о требованиях (согласно СП ) для следующих помещений: котельная, тепловой пункт, помещения для хранения резервного топлива + +
9. Основной комплект рабочих чертежей, включающий в себя:
9.1. Отображение принятых технических и иных решений и выполняется в виде чертежей, схем, планов и других документов в графической форме + +
9.4. По разделу отопление и тепловые сети включает следующие данные:
9.4.1. План сетей отопления с нанесенными магистралями отопления и их элементами + +
9.4.2. Габаритные размеры магистралей отопления и трасс тепловых сетей +
9.4.4. Размещение основного отопительного оборудования + + +
9.4.5. Габаритные размеры основного оборудования отопления и тепловых сетей + +
9.4.6. Зоны функционирования и обслуживания основного оборудования +
9.4.7. Деталировка узлов основного оборудования системы отопления +
9.4.8. Структурная схема системы отопления + +
9.4.9. Примечания, необходимые для монтажа +
Аксонометрическая схема системы отопления +
Размещение оконечного отопительного оборудования + +
Габаритные размеры оконечного оборудования систем отопления и тепловых сетей + +
Зоны функционирования и обслуживания оконечного отопительного оборудования +
Деталировка узлов оконечного оборудования +
10. Задание смежным системам** + +
11. Спецификация на отопительное оборудование и материалы, выполненная по ГОСТ +
12. Допуски на проведение проектно-изыскательных работ + +

Примечания:

    одна звездочка обозначает* — оформление проектной документации по ГОСТ две звездочки обозначают** — в объеме и виде, определяемом Исполнителем Обозначение «-» соответствует — документ отсутствует в пакете документов, разрабатываемом на этой стадии проектирования Обозначение «+» соответствует — документ присутствует
Читайте также:  Как провести настройку газового котла своими руками

Обзор программ

Для удобства расчётов применяются любительские и профессиональные программы вычисления гидравлики.

Самой популярной является Excel.

Можно воспользоваться онлайн-расчётом в Excel Online, CombiMix 1.0, или онлайн-калькулятором гидравлического расчёта. Стационарную программу подбирают с учётом требований проекта.

Главная трудность в работе с такими программами — незнание основ гидравлики. В некоторых из них отсутствуют расшифровки формул, не рассматриваются особенности разветвления трубопроводов  и вычисления сопротивлений в сложных цепях.

Особенности программ:

  • HERZ C.O. 3.5 – производит расчёт по методу удельных линейных потерь давления.
  • DanfossCO и OvertopCO – умеют считать системы с естественной циркуляцией.
  • «Поток» (Potok) — позволяет применять метод расчёта с переменным (скользящим) перепадом температур по стоякам.

Следует уточнять параметры ввода данных по температуре — по Кельвину/по Цельсию.

Расчет парового отопления — Система отопления

» Расчеты отопления

Сборка обогрева квартиры имеет разные компоненты. На открытой странице мы сможем выбрать для нужной дачи правильные узлы монтажа.

Конструкция обогрева насчитывает, коллекторы, увеличивающие давление насосы, крепежи, трубы, развоздушки, бак для расширения котел, батареи, систему соединения терморегуляторы. Любой фактор неоспоримую роль.

Поэтому соответствие частей конструкции необходимо делать технически правильно.

Давление пара в начале паровой магистрали (при выходе из котла или на вводе пара в здание) при замкнутой системе с непосредственным возвратом конденсата в котел принимают в зависимости от протяженности паропровода (от котла до удаленного прибора);

При отоплении ряда зданий из одной котельной или при использовании пара низкого давления в калориферах и пароводонагревателях применяют давление 0,03—0,07 МПа (0,3—0,7 кгс/см2). В паровых системах высокого давления используется пар давлением до 0,37 МПа (3,8 кгс/см2).

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПАРОПРОВОДОВ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

Методика расчета паропроводов систем парового отопления низкого давления в основном аналогична расчету   систем   водяного   отопления.

Паропроводы можно рассчитывать по удельной потере давления на трение, пользуясь таблицами, аналогичными таблицам для расчета теплопроводов систем водяного отопления. Таблицы составлены для средней плотности пара, поскольку плотность при низком давлении изменяется незначительно.

Расчет начинают с ветви паропровода наиболее неблагоприятно расположенного — наиболее удаленного от котла прибора.

На преодоление линейных и местных сопротивлений расходуется разность давления пара при выходе из котла и перед отопительным прибором.

При предварительном расчете паропроводов принимают, что на преодоление линейных сопротивлений расходуется 65% разности давления пара при выходе его из котла и при входе его в отопительный прибор. Разделив эту величину на длину паропровода от котла до рассматриваемого прибора, найдем возможную удельную потерю давления на трение RCT>, Па (кгс/м2).

По указанным выше таблицам для RCp и тепловым нагрузкам Q определяют диаметр расчетных участков и соответствующие фактические значения R и w, м/с.

Затем находят потерю давления на трение RI на участках и 2,Rl для всей расчетной ветви паропровода. После этого определяют сумму коэффициентов местных сопротивлений на отдельных участках и потери давления Z на преодоление местных сопротивлений. Затем находят 2 (Rl-\-Z) для всей расчетной ветви паропровода.

Расчет парового отопления — Система отопления

Определив 2(i?/-j-Z) в расчетной ветви, сравнивают полученную величину с располагаемым давлением в системе. Допускается принимать запас давления в размере до 10% на преодоление возможных сопротивлений, не учтенных расчетом паропроводов.

После определения диаметра паропровода наиболее неблагоприятно расположенного прибора находят диаметры ветвей паропровода других отопительных приборов. Расчет должен быть произведен так, чтобы по тери давления во взаимосвязанных частях системы не отличались более чем на 25%.

Первая система парового отопления была внедрена в далеком 1816 году в Петербурге.

Сначала таким способом обогревали только производственные помещения, так как для частных домов или административных зданий это было несколько сложно выполнить. По крайней мере, в те годы.

Позже, примерно с 30-х годов 19 столетия, паровое отопление стали применять в больницах, а еще позже – в многоэтажных домах, которые были расположены в непосредственной близости к котельной.

Как выбрать котел

Отопительный котел является основным и ключевым элементом при любой системе отопления и паровое отопление не является исключением. Котлы бывают разных видов: работающие на жидком или твердом топливе, газовые котлы или электрические.

Схема парового отопления требует наличия такого котла, мощности которого будет хватать для квадратных метров здания. Ниже приведена таблица, которая показывает зависимость мощности котла от суммарной площади комнат отапливаемого здания:

Расчет парового отопления

Цитата

Romina Krecu пишет:

Расчет парового отопления

  • Расчет печного отопления
  • Расчет платы за отопление 2013

13 марта 2019 года

Где применяется

Высоких показателей экономичности можно добиться только при установке специального оборудования на производстве, где нужны большие объемы пара. Хотя из-за опасности общественные места и квартиры запретили оборудовать такими типами приспособлений, некоторые частные загородные дома большой площади достаточно удачно протапливаются.

Решение также отлично подойдет для реализации парового отопления на даче. Но к закупке составляющих нужно подходить максимально серьезно, некачественные элементы запросто лопнут при малейшем возникновении ржавчины, так как стенки несколько ослабнут.

Открытый тип

Принцип функционирования тот же, что и у закрытого варианта. Но в этом случае излишки теплоносителя вытесняются в бак открытого типа, который монтируется под потолком помещения или на чердаке.

Читайте также:  Выясняем причины поломки газовой колонки

Открытый бак представляет собой резервуар с негерметичной крышкой, который снабжают аварийным переливом – трубой, выведенной за пределы чердака на улицу или подключенной к канализации.

К недостаткам открытой системы относится постоянное поступление кислорода в теплоноситель, что ускоряет коррозию металла, из которого изготовлены элементы контура. Происходит и завоздушивание трубопровода – чтобы избежать этого, радиаторы крепят под небольшим уклоном и в верхней части монтируют автоматические воздухоотводчики – краны Маевского.

Помимо этого, жидкость из бака открытого типа испаряется и требуется регулярно подливать воду, чтобы открытая система могла нормально функционировать. Подливают воду в бак вручную из ведра, либо подводят водопроводную трубу с вентилем.

Преимущества баков открытого типа – доступная стоимость и возможность своими руками изготовить резервуар необходимых габаритов.

Материалы

Из чего лучше своими руками сооружать отопление? Давайте пройдемся по главным ее элементам.

Котел

В случае если ваш дом газифицирован, лучший вариант с позиций затрат на отопление — газовый котел. Нужно — конденсационный: применение полной теплоты сгорания газа (включая энергию, которая отбирается у продуктов сгорания при их конденсации) увеличивает его КПД на 9-11%.

Безопасность

В закрытой системе за нее отвечает так называемая несколько безопасности — непроизвольный воздухоотводчик, манометр и предохранительный клапан. Кроме них, контур комплектуется расширительным баком, компенсирующим повышение объема теплоносителя при расширении. Его количество берется приблизительно равным 1/10 от общего количества теплоносителя.

Полезно: количество теплоносителя в сбалансированной системе в большинстве случаев принимается равным 15 литрам на 1 КВт-час мощности котла.

В открытой системе (значительно чаще открытой делается самотечная система отопления 2х этажного дома) функции всех вышеперечисленных приспособлений возлагаются на открытый расширительный бак. Он монтируется под потолком второго этажа либо на чердаке. Розливы прокладываются с постоянным уклоном, так, дабы воздушное пространство из них вытеснялся теплоносителем в бак.

Отопительные устройства

В случае если вами употребляется схема отопления 2х этажного дома с твердотопливным котлом, предпочтительны чугунные секционные радиаторы либо регистры. Их большая масса и громадный внутренний количество означают, что по окончании прогорания горючего контур будет остывать достаточно медлительно.

Во всех других случаях оптимальный выбор — алюминиевые секционные радиаторы.

С чем связана инструкция?

  • Они владеют прекрасной теплоотдачей.
  • Их внешний вид впишется в самый изысканный дизайн жилой помещения.
  • Наконец, цена- от 280 рублей за секцию — не покажется разорительной самому экономному домовладельцу.

Трубы

Обычный диапазон температур для автономного отопления — 50-75С при давлении не более 2,5 атмосфер.

Из этого и советы по выбору труб для отопления:

  • Армированный полипропилен. Армирование значительно уменьшит температурное расширение материала.
  • Сшитый полиэтилен.
  • Металлопластик. Лучше — с пресс-фитингами: компрессионные весьма чувствительны к качеству калибровки и при мельчайшем нарушении разработки через пара месяцев начинают течь по соединениям.

О специальных программах для расчетов

Существую специальные программы, которые можно использовать для того, чтобы существенно упростить гидравлический расчет системы отопления. Конечно же, их не так уж и много, тем не менее, они есть, притом весьма эффективные. Некоторые из них можно скачать бесплатно, другие же, напротив, доступны лишь в пробных версиях. Как бы то ни было, а все необходимые расчеты можно сделать без каких-либо особых капиталовложений.

Программа Oventrop CO

Это абсолютно бесплатная программа, которая широко применяется для того, чтобы рассчитать загородный дом. Необходимо всего лишь предварительно задать все необходимые настройки и указать приборы отопления, трубы – далее можно с легкостью прорабатывать новые системы. Более того, при желании вы сможете корректировать уже наличествующую систему. Это осуществляется следующим образом: мощность уже имеющихся приборов подбирается в соответствии с требованиями отапливаемого здания.

Программа HERZ C.O.

Еще один представитель бесплатных программ, позволяющий произвести расчет любого рода отопительной системы. Утилита характеризуется тем, что позволяет производить такие расчеты даже в новых или недавно реконструированных объектах, в которых теплоносителем является гликолей. Соответствует всем мировым требованиям, следовательно, владеет всеми необходимыми сертификатами.

Ниже приведены основные возможности, которые может предоставить вам немецкая HERZ C.O.

  1. Подобрать трубопровод по диаметру.
  2. Снизить давление в кольцах циркуляции путем автоподбора параметров вентилей.
  3. Настроить «регулировщиков» разницы в давлении.
  4. Учесть необходимые параметры вентилей термостатики.
  5. Проанализировать будущий расход теплоносителя, а также определить снижение давления в системе.
  6. Вычислить гидравлическое сопротивление колец циркуляции.

Чтобы вам было удобнее пользоваться программой, всю информацию можно вводить в графическом виде. В результате утилита выдаст вам поэтажный план строения.

Важная информация! Еще одной отличительной чертой программы является так называемая контекстная помощь. Она дает возможность подробнее узнать о вводимой команде или каком-либо показателе.

Также доступно открытие сразу нескольких окон (что большая редкость для подобного рода продуктов), благодаря чему вы сможете изучать несколько типов информации одновременно. Возможна работа с принтерами и плоттерами – она крайне просто организована, каждый лист, который планируется распечатать, можно предварительно посмотреть.