Гидравлический расчет системы отопления методичка

Гидравлический расчет является одним из важных и сложных процессов планирования или проектирования системы отопления. Расчет выполняется после оставления теплового баланса, определения мощности радиаторов с расстановкой их по помещениям, нанесения на планы и прорисовкой на них планируемых трубопроводов.

Последовательность выполнения гидравлического расчета

1. Выбирается главное циркуляционное кольцо системы отопления (наиболее невыгодно расположенное в гидравлическом отношении). В тупиковых двухтрубных системах это кольцо, проходящее через нижний прибор самого удаленного и нагруженного стояка, в однотрубных – через наиболее удаленный и нагруженный стояк.

Например, в двухтрубной системе отопления с верхней разводкой главное циркуляционное кольцо пройдет от теплового пункта через главный стояк, подающую магистраль, через самый удаленный стояк, отопительный прибор нижнего этажа, обратную магистраль до теплового пункта.

Последовательность выполнения гидравлического расчета

В системах с попутным движением воды в качестве главного принимается кольцо, проходящее через средний наиболее нагруженный стояк.

2. Главное циркуляционное кольцо разбивается на участки (участок характеризуется постоянным расходом воды и одинаковым диаметром). На схеме проставляются номера участков, их длины и тепловые нагрузки. Тепловая нагрузка магистральных участков определяется суммированием тепловых нагрузок, обслуживаемых этими участками. Для выбора диаметра труб используются две величины:

а) заданный расход воды;

б) ориентировочные удельные потери давления на трение в расчетном циркуляционном кольце Rср.

Последовательность выполнения гидравлического расчета

Для расчета Rcp необходимо знать длину главного циркуляционного кольца и расчетное циркуляционное давление.

3. Определяется расчетное циркуляционное давление по формуле

, (5.1)

где – давление, создаваемое насосом, Па. Практика проектирования системы отопления показала, что наиболее целесообразно принять давление насоса, равное

Последовательность выполнения гидравлического расчета

, (5.2)

где – сумма длин участков главного циркуляционного кольца;

– естественное давление, возникающее при охлаждении воды в приборах, Па, можно определить как

Читайте также:  Монтаж настенного газового котла своими руками – этапы работ

, (5.3)

Последовательность выполнения гидравлического расчета

где – расстояние от центра насоса (элеватора) до центра прибора нижнего этажа, м.

Значение коэффициента можно определить из табл.5.1.

Таблица 5.1 – Значение в зависимости от расчетной температуры воды в системе отопления

(), 0 C

Последовательность выполнения гидравлического расчета

, кг/(м 3 К)

Экономичность теплового комфорта в доме обеспечивают расчет гидравлики, её качественный монтаж и правильная эксплуатация. Главные компоненты отопительной системы — источник тепла (котёл), тепловая магистраль (трубы) и приборы теплоотдачи (радиаторы). Для эффективного теплоснабжения необходимо сохранить первоначальные параметры системы при любых нагрузках независимо от времени года.

Перед началом гидравлических расчётов выполняют:

  • Сбор и обработку информации по объекту с целью:
Последовательность выполнения гидравлического расчета
  • определения количества требуемого тепла;
  • выбора схемы отопления.
  • Тепловой расчёт системы отопления с обоснованием:
    • объёмов тепловой энергии;
    • нагрузок;
    • Последовательность выполнения гидравлического расчета
    • теплопотерь.
    • Если водяное отопление признаётся оптимальным вариантом, выполняется гидравлический расчёт.

      Расчёты проводились в программе Excel. Готовый результат можно посмотреть в конце инструкции.

      Последовательность выполнения гидравлического расчета

      Гидравлический расчет в системах с принудительной циркуляцией

      В сравнении с гравитационными системами диаметры труб в насосных схемах значительно меньше, так как устанавливаемый насос подбирается в зависимости от потерь. То есть система с механической циркуляцией может быть какой угодно конфигурации и радиусом действия.

      Для предотвращения повышения шума от работы отопительной системы, скорости движения теплоносителя ограничиваются:

      • Для трубопроводов, укладываемых в жилых помещениях, Ду (условным диаметром) 10 мм – не более 1,5 м/с,
      • для Ду 15 мм – не более 1.2 м/с,
      • для Ду 20 мм – не более 1 м/с,
      • для остальных помещений – до 1,5 м/c.

      Особенности проектирования системы отопления

      Тип отопления напрямую зависит от площади дома.В силу малой инерционности систему с естественной циркуляцией можно использовать для сооружений площадью не более 100м2.  Расчет и проектирование систем отопления осуществляется с учетом целого ряда особенностей. Например, для зданий с большей площадью необходима принудительная циркуляция теплоносителя. Данный тип теплоносителя обеспечивается включением циркуляционных насосов в систему. (См. также: Что надо знать о проектировании отопления)

      Читайте также:  Выбор газового котла для отопления частного дома: виды, плюсы и минусы

      Совет! Для повышения длительности срока службы деталей, циркуляционные насосы нужно установить в обратную линию, которая ведет непосредственно к котлу от отопительных приборов. Таким образом, удается избавить контакт деталей с горячей водой.

      Особенности проектирования системы отопления

      Рисунок 3: Конструкция циркуляционного насоса

      Калькулятор расчета параметров гидрострелки исходя из производительности насосов

      Гидрострелкой называют гидравлический разделитель для систем отопления. Это довольно важный элемент, который позволяет обеспечить оптимальную, плавную работу всех узлов. Особенно актуально его применение, если установлено 2 или более котла, работает несколько контуров.

      Такое устройство можно изготовить самостоятельно или приобрести в магазине. Но при любом из вариантов его параметры знать необходимо. Если вычислять все самостоятельно, то легко допустить ошибки в расчетах – формула расчетов довольно сложна.

      Калькулятор расчета параметров гидрострелки исходя из производительности насосов

      Лучше для этого воспользоваться онлайн-калькулятором для вычисления параметров гидрострелки исходя из производительности насосов.

      Так выглядит коллектор с гидрострелкой из нержавеющей стали

      Что требуется для производства расчетов онлайн-калькулятором

      Сложностей при использовании программы возникнуть не должно, но стоит дать некоторые пояснения. Необходимо внести в соответствующие поля запрашиваемые калькулятором данные, а именно:

      Калькулятор расчета параметров гидрострелки исходя из производительности насосов
      • Ожидаемую скорость вертикального перемещения теплоносителя в гидрострелке. Наиболее оптимальная скорость – это с. Этого вполне достаточно для хорошего смешивания потоков;
      • Систему величин, в которой удобнее работать – это может быть м3/ч или л/м;
      • Производительность каждого рециркуляционного насоса в отдельное поле. Не стоит вписывать только некоторые, руководствуясь тем, что вместе они никогда не работают – лучше всегда иметь запас;
      • Производительность насоса или насосов в малом контуре котла (котлов).

      А это уже обычная гидрострелка модели «Meibes MHK 32 DN25»

      После этого останется только нажать на кнопку «рассчитать параметры гидрострелки». В результате программой будет выдан результат по минимальному диаметру гидравлического разделителя и диаметру его патрубков в мм.

      Читайте также:  Как выбрать печь для сауны электрическую

      Некоторые пояснения к расчетам

      Калькулятор расчета параметров гидрострелки исходя из производительности насосов

      Важно скрупулезно и точно внести все данные в онлайн-калькулятор – от этого зависит точность расчетов, правильность работы гидрострелки, а значит и качество функционирования всей системы отопления, горячего водоснабжения и других систем, связанных с котлами.

      Схематическое изображение принципа работы гидрострелки

      Если же все параметры внесены правильно, то выбранный по результатам, выданным калькулятором, гидравлический разделитель намного улучшит и стабилизирует работу всех котлов и насосов.

      Скорость теплоносителя

      Схематический расчет

      Существует минимальная скорость горячей воды внутри отопительной системы, при которой само отопление работает в оптимальном режиме. Это 0,2-0,25 м/с. Если она уменьшается, то из воды начинает выделяться воздух, что ведет к образованию воздушных пробок. Последствия — отопление не будет работать, и котел закипит.

      Это нижний порог, а что касается верхнего уровня, то он не должен превышать 1,5 м/с. Превышение грозит появлением шумов внутри трубопровода. Наиболее приемлемый показатель — 0,3-0,7 м/с.

      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.

      • 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.