Описание технических характеристик компонентов отопления: радиаторов, труб, насосов и котлов

Что такое лучевая схема разводки системы отопления

Для реализации проекта оборудования дома отопительной системой, как вновь строящегося, так и реконструируемого, существуют следующие способы соединения приборов обогрева:

1. Контур с тройниковой (периметральной) разводкой.
2. Лучевое (коллекторное) подключение.

Первый способ — дешевле, так как общая протяженность монтируемых труб значительно меньше. Но по многим другим параметрам стандартная линейная схема уступает коллекторной, при которой для подключения каждого конвектора выделяются отдельные независимые трубопроводы (лучи).

В коллекторной системе отопительные элементы обособленно, по параллельной схеме, замыкаются на распределительной узел (гребёнку), который подключен через основную магистраль к центральному отоплению или котлу обогрева.

Роль коллектора — равномерно раздавать тепловые потоки по лучам системы и, за счет естественной или искусственно создаваемой циркуляции, собирать и возвращать их, в отдавшем тепло виде, к источнику тепла.

Влияние диаметра труб на КПД для системы отопления в частном доме

Ошибочно полагаться на принцип «больше — лучше» при выборе сечения трубопровода. Слишком большое сечение трубы ведёт к снижению давления в ней, а значит и скорости теплоносителя и теплового потока.

Более того, если диаметр слишком велик, у насоса попросту может не хватить производительности для перемещения такого большого объёма теплоносителя.

Важно! Больший объём теплоносителя в системе подразумевает высокую суммарную теплоёмкость, а значит времени и энергии на его подогрев будет затрачиваться больше, что также влияет на КПД не в лучшую сторону

Подбор сечения трубы: таблица

Оптимальное сечение трубы должно быть минимально возможным для данной конфигурации (см. таблицу) по следующим причинам:

Однако, не стоит переусердствовать: помимо того, что маленький диаметр создаёт повышенную нагрузку на соединительную и запорную арматуру, он также не в состоянии перенести достаточно тепловой энергии.

Чтобы определить оптимальное сечение трубы, используется следующая таблица.

Фото 1. Таблица, в которой значения приведены для стандартной двухтрубной схемы системы отопления.

Антифризы параметры и виды теплоносителей

Основой для производства антифриза служит этиленгликоль или пропиленгликоль. В чистом виде эти вещества представляют собой весьма агрессивные среды, но дополнительные присадки делают антифриз пригодным для использования в системах отопления. От введенных присадок зависит степень антикоррозийности, срок работы и, соответственно, конечная стоимость.

Главной же задачей присадок является защита от коррозии. Имея низкую теплопроводность, слой ржавчины становится изолятором тепла. Ее частицы способствуют засорению каналов, выводят из строя циркуляционные насосы, приводят к протечкам и повреждениям в отопительной системе.

Более того, сужение внутреннего диаметра трубопровода влечет за собой гидродинамическое сопротивление, из-за чего скорость теплоносителя снижается, увеличиваются энергозатраты.

Антифриз имеет широкий диапазон температур (от -70°С до +110°С), но, изменяя пропорции воды и концентрата, можно получить жидкость с другой температурой замерзания. Это позволяет использовать прерывистый режим отопления и включать обогрев помещений только при необходимости. Как правило, антифриз предлагается двух типов: с температурой замерзания не больше -30°С и не больше -65°С.

В промышленных системах охлаждения и кондиционирования, а также в технических системах с отсутствием особых экологических требований используется антифриз на основе этиленгликоля с антикоррозийными присадками. Связано это с токсичностью растворов. Для их применения требуются расширительные баки закрытого типа, не допускается использование в двухконтурных котлах.

Иные возможности применения получил раствор на основе пропиленгликоля. Это экологически чистый и безопасный состав, который применяют в пищевой, парфюмерной промышленности и жилых зданиях. Везде, где требуется не допустить возможности попадания в почву и грунтовые воды токсичных веществ.

Следующий тип — триэтиленгликолевый, который применяют при высоких температурных режимах (до 180°С), но его параметры не дали широкого применения.

Преимущества и недостатки лучевого отопления

В отличие от традиционных отопительных контуров, лучевая схема прокладки не соответствует принципу последовательности, поэтому позволяет эффективно решить проблемы остывания.

Тепловой носитель максимально равномерно распределяется по отопительным приборам, поэтому нет ощущения температурной разницы на радиаторах разной степени удаления от нагревательного прибора.

Кроме всего прочего, посредством двух- или трёхходового клапана есть прекрасная возможность выставлять индивидуальный уровень нагрева теплового носителя на каждый отдельно взятый контур.

При необходимости выполнить профилактические или ремонтные работы отсутствует такое обязательное условие, как отключение всей отопительной системы

В качестве немаловажного преимущества также можно расценивать возможность снижения гидравлических потерь за счёт минимального количества изгибов

Разводка труб – лучевая система

Чтобы принять окончательное решение о целесообразности применения лучевой системы отопления, важно также ознакомиться с некоторыми недостатками, представленными:

Значительно увеличенным расходом труб на подачу и «обратку»

Особенно важно учитывать такой недостаток при обустройстве больших домовладений со сложной геометрией помещений.
Повышенной трудоёмкостью проведения монтажных работ, что всегда отражается на окончательной стоимости обустройства системы отопления.
Необходимостью выполнять только скрытую установку, так как значительное количество труб монтировать вдоль стен не представляется возможным.
Повышенными расходами на обустройство отопительной системы с применением стяжки или укладки под напольное покрытие.
Необходимостью сконструировать и выполнить установку всей трубопроводной отопительной системы под полом с минимальным количеством стыков или полностью без них.. Именно на стадии проектирования необходимо определится с количеством контуров лучевой отопительной системы

Если предполагается задействовать несколько отопительных контуров с разным температурным режимом теплового носителя, то каждый обязательно оборудуется индивидуальным циркуляционным насосом

Именно на стадии проектирования необходимо определится с количеством контуров лучевой отопительной системы. Если предполагается задействовать несколько отопительных контуров с разным температурным режимом теплового носителя, то каждый обязательно оборудуется индивидуальным циркуляционным насосом.

Важно помнить, что участки стыков – это всегда определенный риск протечек и выхода системы из строя, поэтому все этапы выполнение скрытого монтажа лучевого отопления целесообразно доверить профессионалам. https://www.youtube.com/embed/LAd1nJS8WGI

Виды радиаторов отопления и их сравнительные характеристики

Размер отопительного устройства — весомая характеристика, на которую обращают внимание при выборе, так как определяет мощность и занимаемое в помещении пространство

Стандартные

Помимо размеров радиаторы отопления различаются ещё и по материалу изготовления.

Фото 1. Биметаллические радиаторы стандартного размера. Подобные приборы обычно устанавливают в квартирах.

Чугунные

Распространённые в советское время отопительные системы, которые остаются в коммунальных квартирах и в XXI веке — чугунные батареи. Характеристики стандартных чугунных изделий:

• средняя высота — 50—60 см.;
• длинна одной секции — 7—8 см.;
• предел мощности — 0,15—0,17 кВт;
• рабочее давление — 9—10 атмосфер.

Алюминиевые пластинчатые

Материал таких обогревателей быстро передаёт тепло от жидкости в помещение.

Кроме того, эти устройства куда легче чугунных систем отопления, а плоские пластины корпуса выглядят намного современнее. Но габариты у них похожи, отличия выявляются в технических характеристиках:

• средняя высота — 60—70 см.;
• длинной одной составной части — 7—8 см.;
• тепловой потолок — 0,17—0,19 кВт;
• рабочее давление — 16 атмосфер.

Биметаллические

Эти радиаторы внешне не отличаются от алюминиевых, так как корпус выполнен из того же материала, но внутри них размещаются стальные трубки, которые защищают конструкцию от гидроударов, высокого давления и улучшают теплопроводность.

Характеристики стандартных моделей:

• высота секции и, соответственно, целого изделия — 40—50 см.;
• длина составной части — 8 см.;
• максимальная мощность — 0,19—0,21 кВт;
• выдерживаемое давление при работе — 20—35 атмосфер.

Фото 2. Конструкция биметаллического радиатора отопления. Стрелками указаны составные части прибора.

Низкие

Низкие радиаторы являются самыми компактными среди всех типов радиаторных приборов.

Чугунные

Поскольку такие изделия выпускались по строгим нормативам, то и размеры у них не отличаются разнообразием. Аккуратные чугунные радиаторы небольших размеров создают на заказ методом фигурного литья. Габариты и значения:

• высота секции — 40—50 см.;
• длина составной части — 5—6 см.;
• тепловой потолок — 0,09—0,11 кВт;
• рабочее давление — 9 атмосфер.

Фото 3. Низкий радиатор, изготовленный из чугуна. Прибор белого цвета с достаточно современным дизайном.

Алюминиевые

Небольшие алюминиевые радиаторы встречаются куда чаще, так как производство ведётся не так давно и технологии продолжают совершенствоваться. Малый размер определяет сферу их использования: такие устройства устанавливаются в детских садах, подсобных помещениях, отапливаемых гараж, мансардах и верандах. Характеристики:

• высота — 50 см.;
• длина секции — 6—7 см.;
• температурный максимум — 0,11—0,13 кВт;
• давление при работе — до 16 атм.

Биметаллические

Сфера применения биметаллических обогревателей малых размеров ограничивается той же категорией типов помещений, что представлены и у алюминиевых устройств.

Дополняет список разве офисные помещения на значительной высоте — из-за высокого давления в трубах небоскрёбов и бизнес-центров. Характеристики:

• высота изделия — 30—40 см.;
• длина одной секции — 6—7 см.;
• потолок мощности — 0,12—0,14 кВт;
• выдерживаемое давление при работе — до 28—32 атмосфер.

Чугунные

Тут размеры изделий из чугуна мало чем отличаются от других категорий: все заводские модели стандартны по размерам, так как производились по ГОСТам.

Приобретаются высокие чугунные радиаторы в специализированных литейных мастерских (не так уж и дешёво). Характеристики приборов данного вида:

• высота корпуса отопительной системы — 80—90 см.;
• длина одной секции — 7—8 см.;
• температурный потолок — 0,18—0,21 кВт;
• максимальное давление — около 9—12 атмосфер.

Алюминиевые

Тут выбор намного шире: для тесных помещений, куда не влезут длинные радиаторы, лучше приобрести узкие, но высокие алюминиевые модели. Они, как правило, имеют всего 4 составные части, но это полностью компенсируется их длиной. Характеристики:

• Высота изделия — до двух метров.
• Длина секции — около 10—12 см.
• Максимальная мощность — 0,40—0,45 кВт.
• Давление ~ 6 атмосфер.

Внимание! Такой тип радиаторов категорически запрещено использовать в системах центрального теплоснабжения — батарея просто не выдержит такого давления

Биметаллические

Стальной сердечник биметаллических батарей не позволяет сделать их очень высокими, так как циркуляция воды по нему будет затруднена.

Однако даже меньших вдвое размеров, сравнивая с полностью алюминиевым собратом, хватает, чтобы обогреть просторное помещение. А значение уровня максимального давления просто поражает:

• Высота отопительной системы ~ 80—90 см.
• Длина составной части — 7—8 см.
• Тепловой потолок — 0,18—0,22 кВт.
• Рабочее давление — от 20 до 100 атмосфер.

Виды систем отопления с гравитационной циркуляцией

Несмотря на простое устройство системы водяного отопления с самоциркуляцией теплоносителя, существует как минимум четыре, пользующихся популярностью, схемы монтажа. Выбор типа разводки зависит от характеристик самого здания и ожидаемой производительности.

Чтобы определить, какая схема будет работоспособной, в каждом отдельном случае требуется выполнить гидравлический расчет системы, учесть характеристики отопительного агрегата, рассчитать диаметр трубы и т.п. При выполнении вычислений может потребоваться помощь профессионала.

Закрытая система с самотечной циркуляцией

В странах ЕС, системы закрытого типа пользуются наибольшей популярностью среди других решений. В РФ схема пока не получила широкого применения. Принципы действия водяной системы отопления закрытого типа с безнасосной циркуляцией заключается в следующем:

• При нагревании теплоноситель расширяется, происходит вытеснение воды из контура отопления.
• Под давлением жидкость поступает в закрытый мембранный расширительный бак. Конструкция емкости представляет полость, разделенную мембраной на две части. Одна половина бачка заполнена газом (в большинстве моделей используется азот). Вторая часть остается пустой для наполнения теплоносителем.
• При нагревании жидкости создается давление, достаточное, чтобы продавить мембрану и сжать азот. После остывания, происходит обратный процесс, и газ выдавливает воду из бачка.

В остальном, системы закрытого типа, работают, как и остальные схемы отопления с естественной циркуляцией. В качестве минусов можно выделить зависимость от объема расширительного бака. Для помещений с большой отапливаемой площадью, потребуется установить вместительную емкость, что не всегда целесообразно.

Открытая система с самотечной циркуляцией

Система отопления открытого типа отличается от предыдущего типа только конструкцией расширительного бака. Данная схема чаще всего использовалась в старых зданиях. Преимуществами открытой системы является возможность самостоятельного изготовления емкости из подручных материалов. Бачок, обычно имеет скромные габариты и устанавливается на кровле или под потолком жилой комнаты.

Главным недостатком открытых конструкций является попадание воздуха в трубы и радиаторы отопления, что приводит к усилению коррозии и быстрому выходу из строя греющих элементов. Завоздушивание системы также частый «гость» в схемах открытого типа. Поэтому, радиаторы устанавливаются под углом, обязательно предусматриваются краны Маевского, для стравливания воздуха.

Однотрубная система с самоциркуляцией

Однотрубная горизонтальная система с естественной циркуляцией имеет низкую теплоэффективность, поэтому используется крайне редко. Суть схемы такова, что подающая труба последовательно подключена к радиаторам. Нагретый теплоноситель поступает в верхний патрубок батареи и выводится через нижний отвод. После этого тепло поступает к следующему узлу отопления и так до последней точки. От крайней батареи к котлу возвращается обратка.

Преимуществ у данного решения несколько:

1. Отсутствует парный трубопровод под потолком и над уровнем пола.
2. Экономятся средства на монтаж системы.

Недостатки такого решения очевидны. Теплоотдача радиаторов отопления и интенсивность их нагрева снижается по мере отдаленности от котла. Как показывает практика, однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией, даже при соблюдении всех уклонов и подбора правильного диаметра труб, зачастую переделывается (посредством монтажа насосного оборудования ).

Двухтрубная система с самоциркуляцией

Двухтрубная система отопления в частном доме с естественной циркуляцией, имеет следующие конструктивные особенности:

1. Подача и обратка проходят по разным трубам.
2. Подающий трубопровод подсоединен к каждому радиатору через входной отвод.
3. Второй подводкой батарея подключается к обратке.

В результате, двухтрубная система радиаторного типа дает следующие преимущества:

1. Равномерное распределение тепла.
2. Отсутствие необходимости в добавлении секций радиатора для лучшего прогрева.
3. Проще выполнить регулировку системы.
4. Диаметр водяного контура, по крайней мере, на размер меньше чем в однотрубных схемах.
5. Отсутствие строгих правил установки двухтрубной системы. Допускаются небольшие отклонения относительно уклонов.

Главным достоинством двухтрубной системы отопления с нижней и верхней разводкой является простота и одновременно эффективность конструкции, что позволяет нивелировать ошибки, допущенные в расчетах или во время проведения монтажных работ.

Что влияет на скорость движения для системы: таблица

На скорость циркуляции жидкости в системе влияют параметры труб системы и теплоносителя.

Вычислить скорость движения жидкости можно самостоятельно, используя формулу:

V= m/pf, где:

V — скорость,

m — расход теплоносителя на участок (кг/с),

f — площадь сечения трубы (кв.м),

p — плотность (кг/куб).

Измерив скорость циркуляции на всех участках системы, можно получить их общую сумму. Контрольными данными в этом случае считаются значения от 0,25 до 1,5 м/с. При увеличении этих цифр трубы будут шуметь, а при понижении есть риск образования воздушных пробок.

Немаловажное значение имеет правильный подбор труб. Пример приведен в таблице

Труба (мм)	Минимальная мощность (кВт)	Максимальная мощность (кВт)
Металлопластиковая труба 16 мм	2,8	4,5
Металлопластиковая труба 20 мм	5	8
Металлопластиковая труба 26 мм	8	13
Металлопластиковая труба 32 мм	13	21
Полипропилен 20 мм	4	7
Полипропилен 25 мм	6	11
Полипропилен 32 мм	18	10

Давление

Нормы гидронапора в централизованной системе отопления прописаны в СНиПе. На него влияют: диаметр и тип труб, характеристики отопительных приборов, этажность здания.

Давление бывает трёх видов:

• Статическое — подразумевает показатель напора в радиаторах, арматуре, трубопроводе. Чем больше этажей в доме, тем выше должен быть показатель.
• Динамическое — возникает при включении циркуляционного насоса и зависит от его характеристик.

Фото 3. Прибор манометр с циркуляционным насосом, необходимый для того, чтобы знать давление в системе отопления.

Допустимое — суммарное значение двух первых типов давлений.

На гидронапор влияют параметры и состояние отопительной системы. При установке труб большего диаметра в одной из квартир может снизиться общий показатель давления.

Внимание! Изношенный трубопровод также требует своевременной замены, во избежание непредвиденных аварий

Как рассчитать объем?

Чтобы вычислить объем воды в системе отопления, посмотрите паспортные данные каждого прибора.

Так в секции современного радиатора помещается 0,45 литра, а в старом чугунном агрегате это показатель вырастает до 1,45 литра.

Если нет возможности вычислить путём суммирования объёмов, то отталкиваются от мощности отопительной системы. Принято, что на один кВт тепла расходуется 15 литров жидкости.

Значит, если мощность 75 кВт, то объем жидкости 75х15=1125 литров. Этот метод имеет свои погрешности и не отличается высокой точностью.

Какие варианты труб можно использовать

При проведении работ по монтажу отопительного котла могут применяться элементы, выполненные из металлов и полимеров

При выборе следует обращать внимание на такие характеристики, как теплоизоляционные свойства, легкость в установке и эксплуатации, долговечность, а также стоимость изделий

Исходя из суммы этих критериев, для выполнения обвязки применяются следующие виды труб.

Качественные, но дорогие изделия из меди

Медная обвязка встречается относительно редко, поскольку такие трубы стоят достаточно дорого, а также требуют особого мастерства при укладке.

В то же время выполненные из этого металла конструкции имеют ряд существенных преимуществ, а именно:

• хорошую теплоотдачу;
• устойчивость к коррозии и агрессивным веществам;
• стойкость к замерзанию;
• высокую теплостойкость.

Медь быстро и хорошо прогревается при минимальном количестве тепловой энергии, поэтому детали, выполненные из этого материала, будут постоянно выделять тепло в процессе транспортировки теплоносителя.

Медные трубы способны выдерживать значительно большие температуры, нежели пластиковые (до +300°С), при этом они практически не изменяются в размерах. Горячий теплоноситель может циркулировать и в стальных конструкциях, но в этом случае увеличивается риск коррозии

Трубы из этого металла стойко выдерживают воздействие окружающей среды. Со временем они могут лишь покрыться тонким слоем окисла, что совершенно не влияет на эксплуатационные характеристики.

В отличие от труб, выполненных из стали или полимеров, пластичные медные конструкции не разрываются при замерзании находящегося в них теплоносителя.

К недостаткам медных труб для отопления, относятся невозможность их применения для создания закрытых конструкций в штробах, а также уже упомянутая дороговизна.

Бюджетные изделия из стали

Еще одним распространенным вариантом являются изделия, выполненные из стали.

К их преимуществам относятся:

1. Высокая прочность, позволяющая легко переносить механические нагрузки.
2. Низкий температурный коэффициент линейного расширения, благодаря чему длина деталей остается неизменной даже при высоком нагреве.
3. Высокая теплопроводность, позволяющая эффективно производить теплоотдачу.

К недостаткам, прежде всего, относится склонность к коррозии, разрушающей металл, из-за чего подобные элементы требуется покрасить или покрыть антикоррозионным составом.

Недостатком стальных элементов является сложность в укладке, требующая специального оборудования и профессиональных умений. Изготовление конструкций из подобных элементов необходимо доверять специалистам

При выборе лучше отдать предпочтение стальным трубам из нержавейки: они стоят дороже, однако демонстрируют большую устойчивость к воздействию окружающей среды и лучшие рабочие характеристики.

Прочные и легкие полипропиленовые трубопроводы

Подобные изделия, сделанные из современных видов пластиков, получили широкое распространение благодаря множеству положительный сторон.

Основные преимущества:

1. Доступная стоимость: цены на подобные изделия значительно ниже, нежели на металлические аналоги.
2. Легкий вес. Такие элементы весят совсем немного, благодаря чему можно сэкономить силы и средства на их складирование, транспортировку и установку.
3. Простота монтажа. Пластиковые трубы легко собираются в готовые конструкции. С помощью специального паяльника даже неспециалист сможет быстро устроить обвязку.
4. Скорость циркуляции теплоносителя. В полипропиленовых трубах, даже если они имеют сложную форму, практически не образуются засоры. Это облегчает течение воды, скорость которой остается неизменной на протяжении всего срока эксплуатации (20-50 лет).
5. Хорошая устойчивость к высокому давлению. Это позволяет использовать пластиковые элементы даже при сложных условиях эксплуатации.

Основной недостаток PPR-труб – высокий показатель коэффициента теплового расширения, благодаря чему эти изделия при нагревании несколько увеличиваются в длину. Для противодействия этому явлению приходится принимать меры, устанавливая компенсаторы.

Полипропиленовые трубы позволяют создавать контуры отопления любой степени сложности. Однако конструкции с большим количеством элементов затрудняют проведение монтажа и негативно сказываются на КПД отопительной системы

Кроме того, существуют специальные варианты труб, к которым относятся армированные алюминиевой фольгой изделия с маркировкой PN 25 – их можно использовать в системах с давлением до 2,5 мПа и температурой +95°С, а также усиленные элементы PN 20, допускающие эксплуатацию в условиях температуры +80°С и давления 2 мПа.

Параметры подбора диаметра трубы

В первую очередь нужно учитывать, что правила выбора труб для различных отопительных схем существенно отличаются.

Если подключение системы обогрева будет проводиться к центральной отопительной магистрали, то диаметр трубы рассчитывается аналогично квартирным отопительным системам.

Если же планируется автономное отопление, то диаметр здесь может быть отличен в зависимости от того будет ли система работать с помощью циркуляционного насоса, либо же путем естественной циркуляции.

В том числе на выбор влияют:

• Материал изготовления трубы
• Тип теплоносителя
• Специфика разводки отопительной системы
• Предполагаемое давление воды
• Скорость течения воды в системе

Проводя расчеты диаметра трубопровода, следует изначально учесть из какого типа труб будет проводиться монтаж. Это необходимо, поскольку система измерения и маркировки труб различается исходя из материала, из которого она изготовлена. Как правило, трубы из стали и чугуна маркируются из расчета внутреннего диаметра, а пластиковые и медные трубы по наружному сечению. Это является особо важным фактором, если планируется монтаж трубопровода в комбинации нескольких материалов.

В идеале стоит доверить процедуру расчета специалисту, однако, если у вас нет такой возможности или просто есть желание, то можно вполне справиться самостоятельно.

Расчет мощности системы отопления по площади жилья

Одним из наиболее быстрых и простых для понимания способов определения мощности отопительной системы является расчет по площади помещения. Подобный метод широко применяется продавцами нагревательных котлов и радиаторов. Расчет мощности системы отопления по площади происходит в несколько простых шагов.

Шаг 1. По плану или уже возведенному зданию определяется внутренняя площадь постройки в квадратных метрах.

Шаг 2. Полученная цифра умножается на 100-150 – именно столько ватт от общей мощности отопительной системы нужно на каждый м2 жилья.

Шаг 3. Затем результат умножается на 1,2 или 1,25 – это необходимо для создания запаса мощности, чтобы отопительная система была способна поддерживать комфортную температуру в доме даже в случае самых сильных морозов.

Шаг 4. Вычисляется и записывается конечная цифра – мощность системы отопления в ваттах, необходимая для обогрева того или иного жилья. В качестве примера – для поддержания комфортной температуры в частном доме площадью 120 м2 потребуется примерно 15 000 Вт.

Шаг 5. По уже определенным расчетным данным подбирается конкретная модель нагревательного котла и радиаторов.

Расчет площади коттеджа по его плану. Также здесь отмечены магистрали отопительной системы и места установки радиаторов

Таблица расчета мощности радиаторов по площади помещения

Следует понимать, что единственным преимуществом подобного способа теплового расчета отопительной системы является скорость и простота. При этом метод обладает множеством недостатков.

1. Отсутствие учета климата в той местности, где возводиться жилье – для Краснодара система отопления с мощностью 100 Вт на каждый квадратный метр будет явно избыточной. А для Крайнего Севера она может оказаться недостаточной.
2. Отсутствие учета высоты помещений, типа стен и полов, из которых они возведены – все эти характеристики серьезно влияют на уровень возможных тепловых потерь и, следовательно, на необходимую мощность отопительной системы для дома.
3. Сам способ расчета системы отопления по мощности изначально был разработан для больших производственных помещений и многоквартирных домов. Следовательно, для отдельного коттеджа он не является корректным.
4. Отсутствие учета количества окон и дверей, выходящих на улицу, а ведь каждый из подобных объектов является своеобразным «мостиком холода».

Так имеет ли смысл применять расчет системы отопления по площади? Да, но только в качестве предварительных прикидок, позволяющих получить хоть какое-то представление о вопросе. Для достижения лучших и более точных результатов следует обратиться к более сложным методикам.

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.

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 R_ср.

Для расчета R_cp 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

, (5.2)

где

– сумма длин участков главного циркуляционного кольца;

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

, (5.3)

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

(),C	, кг/(м3К)
85-65	0,6
95-70	0,64
105-70	0,66
115-70	0,68

– естественное давление, возникающее в результате охлаждения воды в трубопроводах .

В насосных системах с нижней разводкой величинойможно пренебречь.

1. Определяются удельные потери давления на трение

, (5.4)

где к=0,65 определяет долю потерь давления на трение.

5. Расход воды на участке определяется по формуле

(5.5)

гдеQ – тепловая нагрузка на участке, Вт:

(t_г – t_о) – разность температур теплоносителя.

6. По величинамиподбираются стандартные размеры труб .

6. Для выбранных диаметров трубопроводов и расчетных расходов воды определяется скорость движения теплоносителя v и устанавливаются фактические удельные потери давления на трение R_ф.

При подборе диаметров на участках с малыми расходами теплоносителя могут быть большие расхождения междуи. Заниженные потерина этих участках компенсируются завышением величинна других участках.

7. Определяются потери давления на трение на расчетном участке, Па:

. (5.6)

Результаты расчета заносят в табл.5.2.

8. Определяются потери давления в местных сопротивлениях, используя или формулу:

, (5.7)

где– сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке .

Значение ξ на каждом участке сводят в табл. 5.3.

Таблица 5.3 – Коэффициенты местных сопротивлений

№ п/п	Наименования участков и местных сопротивлений	Значения коэффициентов местных сопротивлений	Примечания

9. Определяют суммарные потери давления на каждом участке

. (5.8)

10. Определяют суммарные потери давления на трение и в местных сопротивлениях в главном циркуляционном кольце

. (5.9)

11. Сравнивают Δр с Δр_р. Суммарные потери давления по кольцу должны быть меньше величины Δр_р на

. (5.10)

Запас располагаемого давления необходим на неучтенные в расчете гидравлические сопротивления.

Если условия не выполняются, то необходимо на некоторых участках кольца изменить диаметры труб.

12. После расчета главного циркуляционного кольца производят увязку остальных колец. В каждом новом кольце рассчитывают только дополнительные не общие участки, параллельно соединенные с участками основного кольца.

Невязка потерь давлений на параллельно соединенных участках допускается до 15% при тупиковом движении воды и до 5% – при попутном.

Таблица 5.2 – Результаты гидравлического расчета для системы отопления

На схеме трубопровода

По предварительному расчету

По окончательному расчету

Номер участка

Тепловая нагрузка Q, Вт

Расход теплоносителя G, кг/ч

Длина участка l,м

Диаметрd, мм

Скоростьv, м/с

Удельные потери давления на трение R, Па/м

Потери давления на трение Δртр, Па

Сумма коэффициентов местных сопротивлений∑ξ

Потери давления в местных сопротивлениях Z

d, мм

v, м/с

R, Па/м

Δртр, Па

∑ξ

Z, Па

Rl+Z, Па

Занятие 6

Виды радиаторов

Самыми популярными среди общего количества конвекторов считаются три типа:

• Алюминиевый радиатор;
• Чугунная батарея;
• Биметаллический радиатор.

Если вы знаете, какой конвектор установлен у вас дома и способны посчитать количество секций, то произвести несложные расчеты не составит труда. Далее, рассчитайте объем воды в радиаторе отопления, таблица и все необходимые данные, представлены ниже. Они помогут максимально точно вычислить количество теплоносителя во всей системе.

Тип конвектора	Средний объем воды литр/секция
Алюминиевый
Старый чугунный
Новый чугунный

Биметаллический

Алюминиевый

Несмотря на то, что в некоторых случаях внутренняя система нагрева каждой батареи может отличаться, существуют общепринятые параметры, которые позволяют определить количество помещающейся в нее жидкости. С возможной ошибкой в 5% вы узнаете, что одна секция алюминиевого радиатора может содержать до 450 мл воды

Стоит обратить внимание, на то, что для других теплоносителей объемы могут быть увеличены

Чугунный

Посчитать количество жидкости, которая помещается в чугунном радиаторе немного сложней. Важным фактором будет новизна конвектора. В новых импортных радиаторах пустоты значительно меньше, а за счет усовершенствованного строения греют они не хуже старых.

Новый чугунный конвектор вмещает около 1 литра жидкости, в старый поместится на 700 мл больше.

Биметаллический

Подобные типы радиаторов довольно экономичны и производительны. Причина, по которой могут меняться объемы наполнения, кроются только в особенностях определенной модели и разбросу давления. В среднем подобный конвектор заполняется 250 мл воды.

Возможные изменения

Каждый производитель батарей устанавливает свои значения минимально/максимально допустимых норм, но объем теплоносителя во внутренних трубках у каждой модели может измениться исходя из соображений увеличения давления. Обычно в частных домах и новостройках на цокольном этаже устанавливается расширительный бачок, который позволяет стабилизировать давление жидкости даже при ее расширении при нагреве.

Меняются параметры также на устаревших радиаторах. Нередко даже на трубках из цветного металла образовываются наросты из-за внутренней коррозии. Проблемой тому могут стать примеси в воде.

Из-за подобных наростов в трубках количество воды в системе постепенно нужно уменьшать. Учитывая все особенности своего конвектора и общие данные из таблицы, вы легко высчитаете необходимый объем воды для радиатора отопления и всей системы.

Циркуляционный насос выбирается по двум основным характеристикам:

G* — расходу, выраженному в м 3 /час;

H — напору, выраженному в м.

*Для записи расхода теплоносителя производители насосного оборудования пользуются буквой Q. Производители запорной арматуры, например, Данфосс для расчета расхода пользуется буквой G. В отечественной практике также используется эта буква. Поэтому в рамках объяснений этой статьи мы также будем пользоваться буквой G, Но в других статьях, подойдя непосредственно к разбору графика работы насоса, для расхода мы все же будем использовать букву Q.