Расчет объема системы отопления

Расчет объема системы отопления необходим для определения объема расширительного бака, подбора котла отопления или определения необходимого количества теплоносителя.

Содержание

Рассчитать объем системы отопления достаточно просто, для этого необходимо просуммировать внутренний объем всех элементов системы. Проблема возникает именно в определении объема внутренних элементов, для того чтобы не перечитывать ГОСТы и паспорта на приборы отопления в этой статье собраны вся необходимая информация. Она значительно упростит расчет Вашей системы отопления.

Порядок проведения расчета объема системы отопления

Если Ваша система отопления состоит из труб диаметром 80-100 мм, как часто бывает в системе отопления открытого типа, то следует перейти к следующему пункту – расчет труб. Если в вашей системе отопления применяются стандартные радиаторы, то целесообразнее начать с них.

Расчет объема теплоносителя в радиаторах отопления

По мимо того, что радиаторы отопления бывают разного типа, они еще имеют различную высоту. Для определения объема теплоносителя в радиаторах отопления удобно сначала подсчитать количество одинаковых по размеру и типу секций и умножить их на внутренний объем одной секции.

Таблица 1.
Внутренний объем 1 секции радиатора отопления в литрах, в зависимости от размера и материала радиатора.

Как рассчитать объём воды в системе отопления

Приступая к монтажу системы отопления необходимо рассчитать объём жидкости, ведь этот параметр считается основным при выборе котла. Только оптимальный объём теплоносителя позволяет эффективно прогревать дом в зимнее время года. На указанный показатель влияют габариты труб. При использовании циркуляционного насоса допустимо выбирать трубопроводы меньшего диаметра. Это позволяет увеличить число радиаторов отопления.

При выборе труб увеличенного диаметра на предельной мощности котла происходит недогрев теплоносителя. Это связано с тем, что рабочая жидкость успевает остыть прежде чем дойдёт до крайней точки отопительной системы, а это дополнительные материальные затраты. Согласно проведённым ранее расчётам на каждый киловатт мощности котла понадобится 15 литров жидкости. Исходя из этого, проводится подробный расчёт объёма воды в отоплении частного дома.

Формулы подсчёта объёма жидкости в отоплении

Суммарный объём жидкости будет состоять из количества теплоносителя в котле, трубопроводах и батареях. Здесь не учитывается объём расширительного бака, ведь вода будет поступать в этот прибор только в критических случаях при повышении температуры и давления.

Для расчёта количества жидкости в трубе используется следующая формула: V=S*L, где

S – площадь внутреннего сечения трубы;

L – длина трубопровода.

Информация относительно площади сечения трубы, взятая из таблиц может отличаться от фактических размеров (используемый материал, особенности производства сантехнических изделий). Именно поэтому диаметр измеряют штангенциркулем, после чего вычисляют площадь сечения. Подобные расчёты лучше доверить специалистам, так как отопительные системы достаточно протяжённые и разветвлённые конструкции.

Объём теплоносителя в радиаторах и трубах отопления

На современном строительном рынке присутствует огромное количество различных радиаторов отопления. Все они отличаются между собой по материалу изготовления и габаритным размерам. Соответственно в каждой из секций таких приборов будет вмещаться неодинаковое количество воды. Давайте ознакомимся с вместимостью секций различных радиаторов:

• алюминиевые с габаритами 60*8 сантиметров – 0,45 литра жидкости;
• биметаллические, с габаритными размерами 60*8 сантиметра – 0,25 литра
• старые чугунные батареи размером 60*11 сантиметров вмещают 1,7 литра воды;
• современные чугунные радиаторы отопления с габаритами 58*7,5 сантиметра – 1 литр жидкости.

Расхождения по высоте и ширине отопительных приборов у современных производителей находятся в пределах 2 сантиметров, при этом высота батарей колеблется от 20 сантиметров до 1 метра. Объём других отопительных приборов рассчитывают исходя из пропорции. Для этого разделяют объём указанный в таблице на высоту, после чего умножают на высоту необходимой модели радиатора. При наличии сложной, протяжной системы отопления объём жидкости у каждом из радиаторов уточняют у производителя.

Объём трубопроводов тоже отличается, для подсчёта необходимо учитывать внутренний диаметр. Эти данные давно вычислены, каждый метр трубы имеет следующие значения:

• диаметр 15 миллиметров или 0,5 дюйма – 0,170 литра;
• диаметр 20 миллиметров или 0,75 дюйма – 0,3 литра;
• диаметр 25 миллиметров или 1 дюйм – 0,49 литра;
• диаметр 32 миллиметра или 1,25 дюйма – 0,8 литра;
• диаметр 40 миллиметров или 1,5 дюйма – 1,25 литра;
• диаметр 50 миллиметров или 2 дюйма 1,95 литра.

Объём воды в простой отопительной системе может подсчитать каждый. Для этого необходимо знать вместимость котла и радиаторов отопления. Количество жидкости в трубопроводах вычисляют исходя из их диаметра и протяжности. После этого все значения суммируют.

Как рассчитать объем теплоносителя. Простая формула.

Что такое теплоносители

Теплоносители – это специальные реагенты, нагреваемые котлами и передающие тепло радиаторам для обогрева пространства. Для этой цели подходят только жидкости, поскольку необходимо давление для равномерного распределения по всей системе, а также последующей замены этого реагента на новый.

Теплоносители используются в любых отопительных системах: радиаторах автомобилей, котельных, промышленных котлах, системах кондиционирования, вентиляции и так далее. Отопление жилых помещений, промышленных цехов, торговых центров и любых других помещений было бы невозможно без них.

Популярные виды теплоносителей

1. Вода. Активно используется при отоплении домов и квартир. Для избегания коррозии воду необходимо дополнительно фильтровать или использовать уже подготовленную, например, специализированную воду Kraft.
2. Спиртосодержащие растворы. Прямой аналог воды, содержит большой процент этилового спирта, чтобы теплоноситель не замерзал при отрицательных температурах. Пример — этиленгликоль Thermagent -30.
3. Антифриз. Особо текучее вещество, имеющее большую теплоемкость. Активно применяется для непостоянного обогрева небольших помещений. Лучший антифриз — HotPoint 30 Ultimate ECO.
4. Масло. Используется в крупной промышленности. Требует большей энергии для нагрева, но гораздо дольше остывает.

Вычисление объема теплоносителя

Зачем нужно рассчитывать оптимальное количество теплоносителя

Неправильный объем теплоносителя негативно влияет на многие элементы оборудования. Если его мало, то энергия, переходящая в тепло, будет передаваться не жидкости, а корпусам нагревательных элементов. Перегрев может надолго вывести оборудование из строя, а то и вовсе привести его к полной потере.

Также при недостатке теплоносителя его место занимает воздух. В отопительных системах важно исключить наличие воздуха в контуре, поскольку он мало того, что снижает концентрацию самого теплоносителя и, соответственно, снижает КПД системы, но и приводит к окислению материалов, что ведет к коррозии и последующим поломкам.

В свою очередь, если теплоносителя будет слишком много, то при нагреве будет превышено давление. В лучшем случае это приведет к срыванию клапанов, прорывам в системе, многочисленным протечкам и даже взрывам.

Этих фактов достаточно, чтобы понять важность правильного расчета теплоносителя, ведь это избавит вас от множества проблем в виде простоя, финансовых и временных затрат, ремонта и замены оборудования, а также прозябания на холоде.

Формула расчет объема теплоносителя

Поскольку наличие воздуха в контуре отопительного оборудования снижает теплопроводимость и негативно влияет на работоспособность, необходимо правильно рассчитывать количество теплоносителя. Для этого нужно суммировать внутренний объем всех элементов системы, предназначенных для его содержания.

Как правило, отопительная система состоит из следующих частей:

• Расширительный бак
• Котел отопления
• Соединительные трубы
• Радиаторы

В некоторых случаях также используются резервные баки с теплоносителем для компенсации испарения жидкости, но они не используются при расчете объема системы.

Формула расчета объема отопительной системы

V системы = V расширительного бака + V котла + V всех труб + V всех радиаторов

В случае покупки сертифицированного оборудования, объемы всех элементов должны быть указаны в технической документации, но длина и, соответственно, объем труб всегда зависит от конкретного помещения и системы, потому их придется считать вручную. Для этого необходимо поперечное сечение (S) трубы умножить на ее длину (L). Само же поперечное сечение высчитывается умножением внутреннего радиуса трубы (R) на математическую константу Пи (π), равную 3,14.

Формула расчета объема труб

Теперь, зная объем своей отопительной системы, необходимо заполнить ее соответствующим количеством теплоносителя. Но здесь есть определенный нюанс. Как известно, любые материалы при нагревании расширяются, потому, при полном заполнении контура в процессе разогрева наполнителя, могут лопнуть клапаны и сорваться крышки.

Чтобы этого избежать, следует учитывать коэффициент расширения жидкости при определенной температуре. Так, этиленгликоль при 40°С увеличит свой объем на 0,75%, а при 110°С на 5,15%. Коэффициенты расширения каждого теплоносителя можно найти в технической документации или уточнить у производителя. Владея полученной информацией, вы можете корректировать объем жидкости.

Пример расчета объема теплоносителя

Предположим, что ваше помещение отапливается с помощью одного стандартного стального радиатора с 10 секциями (каждая секция вмещает 0,45 литра). Нагревательный котел емкостью 10 литров находится в соседней комнате в 5 метрах по прямой от него, и они соединены стандартной трубой с внутренним радиусом 15 мм. Расширительный бак имеет емкость 0,5 литра.

V трубы = 0,15*3,14*5 = 2,35 литра

V радиатора = 0,45*10 = 4,5 литра

V системы = 2,35+4,5+10+0,5 = 17,35 литра

Но это еще не конец. 17,35 литра – это емкость самой системы, тогда как при нагреве объем теплоносителя увеличится. Допустим, при отоплении мы используем вышеупомянутый этиленгликоль, разогретый до тех же 110°С, соответственно его количество увеличится на 5,15%. Уменьшаем этот объем на данный коэффициент:

17,35*(100-5,15)/100 = 16,45 литра

Примечание: если мы зальем в нашу систему 16,45 литра этиленгликоля, и он увеличится на 5,15%, то получится лишь 17,3 литра, но 50 мл объема можно считать технической погрешностью и данный объем воздуха слишком мал для нанесения вреда оборудованию.

Именно столько понадобится этиленгликоля для нашей системы. Поскольку никогда нельзя исключить вероятность протечек, а также с учетом испарения жидкости, стоит покупать с запасом.

Заключение

Теперь вы знаете, как правильно рассчитывать объем теплоносителя в отопительных системах. Если все-таки подобные вычисления не вызывают у вас ничего, кроме головной боли, вы всегда можете обратиться за помощью к нашим менеджерам по тел. +7 (495) 139-60-20 или +7 (965) 230-51-17 и получить полную консультацию по любому вопросу.

Как посчитать объем воды в системе отопления

Обычно в качестве теплоносителя для системы отопления частного дома или квартиры применяют воду, этилен- или пропиленгликоль.

Он должен отвечать определенным требованиям.

Требования к теплоносителю в системе отопления

Есть 5 пунктов, которые нужно соблюдать:

• высокий показатель переноса теплоты;
• низкая вязкость, при этом стандартная (как у воды) текучесть;
• малая расширяемость при остывании;
• отсутствие токсичности;
• небольшая стоимость.

Фото 1. Теплоноситель Эко -30 на основе пропиленгликоля, вес 20 кг, .

Для выбора рекомендуется обратиться к профессиональному сантехнику, который поможет сделать расчёты и выбрать подходящий теплоноситель.

Как рассчитать мощность котла в системе водяного отопления

Автономное отопление — одно из самых необходимых и дорогих составляющих любого частного дома. От выбора типа системы отопления, произведенных расчетов, зависит то, насколько эффективно она будет действовать, ее теплопроизводительность, каких денежных затрат потребует обслуживание во время эксплуатации.

Схема монтажа электрического котла.

Для обогрева частного дома применяются системы отопления с котлами, использующими различное топливо.

Но расчет мощности котла отопления, к какому бы типу он ни принадлежал, производится по общей для всех систем простой формуле:

• Wкот — мощность котла в киловаттах;
• S — общая площадь всех отапливаемых помещений дома в квадратных метрах;
• Wуд — удельная мощность котла, необходимая для обогрева десяти квадратных метров площади помещения. Расчет делают с учетом климатической зоны, в которой находится регион.

Схема настенного газового котла.

Расчет для регионов России производят со следующими значениями мощности:

• для районов Северной части страны и Сибири Wуд = 1,5-2 кВт на каждые 10 м²;
• для Средней полосы требуется 1,2-1,5 кВт;
• для Южных районов достаточна мощность котла в 0,7-0,9 кВт.

Важный параметр при расчете мощности котла — объем жидкости, которой заполнена система отопления. Его принято обозначать так: Vсист (объем системы). Расчет делается с использованием соотношения 15л/1кВт. Формула имеет следующий вид:

Vсист = Wкот х 15 Расчет мощности котла в примере К примеру, регион — Средняя Полоса России, а площадь помещения — 100 м².

Известно, что для этого региона значение удельной мощности должно составлять 1,2-1,5 кВт. Возьмем максимальное значение в 1,5 кВт.

Исходя из этого получаем точное значение мощности котла и объема системы:

• Wкот = 100 х 1,5 : 10 = 15 кВт;
• Vсист = 15 х 15 = 225 л.

Статья по теме: Цветы в бутылках: инструкция +100 фото необычного дизайна
Полученное в этом примере значение в 15 кВт — это мощность котла при объеме системы 225 л, которая гарантирует в помещении площадью в 100 м² комфортную температуру в самые сильные морозы при условии, что помещение находится в Средней Полосе страны.

Виды отопительных систем Независимо от того, какой котел применяется для нагрева, если теплоносителем является вода, то она относится к системам водяного отопления, для которых был сделан расчет. Они, в свою очередь, делятся на системы с естественной и принудительной циркуляцией воды.

Отопительная система с естественной циркуляцией воды

Схема котла на жидком топливе.

Принцип работы системы основан на разности физических характеристик горячей и холодной воды. Использование этих различий заставляет воду внутри труб перемещаться и переносить тепло от котла к радиаторам.

Горячая вода из котла поднимается по вертикальной трубе (главному стояку) вверх. Из нее разводкой труб расходится по магистралям. Так же через стояки (падающие), но движение идет вниз. Из падающих стояков вода расходится по радиаторам, отдает тепло. Вследствие остывания она становится тяжелее и через обратную разводку труб вновь попадает в котел, нагревается, и процесс повторяется.

При работе котла движение воды внутри системы идет непрерывно. Явление расширения воды при нагревании уменьшает ее плотность, а значит и массу, образуя в системе гидростатический напор. При 40°С масса воды в одном кубометре равна 992,24 кг, а при нагреве ее до 95°С, она становится значительно легче, один кубометр будет весить 962 кг. Эта разница в плотности и заставляет воду циркулировать.

Отопительная система с принудительной циркуляцией воды Отличается более высоким циркуляционным давлением, которое создает центробежный насос. Обычно насосы устанавливают на линии, по которой отработавший, остывший теплоноситель возвращается обратно к котлу отопления. Давление в трубах, создаваемое работающим насосом, значительно выше, чем в системе с естественной циркуляцией. Поэтому вода в системе может перемещаться в любом направлении по горизонтальной и вертикальной осям.

Статья по теме: Цементная стяжка пола своими руками: последовательность операций и материалы

Здесь особое подключение расширительного бака. В системах с естественной циркуляцией он подключается к главному стояку. При принудительной циркуляции место соединения находится перед насосом. Эта точка соединяется через специальный стояк с расширительным баком, который вынесен наверх выше самой высокой точки отопительной системы.

Сравнительный анализ котлов для систем водяного отопления

Схема котла на твердом топливе.

В системах водяного отопления используются котлы, работающие на различных видах топлива, имеющих различную теплопроизводительность. Самые распространенные виды топлива для котлов:

• электричество;
• газ;
• жидкое: мазут, дизельное топливо (солярка);
• твердое топливо: уголь, дрова, прессованные брикеты, гранулы из отходов деревообработки, других горючих материалов.

Некоторые котлы универсальны, могут использовать различные источники энергии для своей работы. Например, жидкое и твердое топливо.

Электрические При всем удобстве электрические котлы редко применяются для полноценного отопления. Их используют как вспомогательные или для обогрева отдельных помещений. Электрокотлы, имеющиеся в продаже, по мощности не превышают 15 кВт. Отопление дома электроэнергией обходится слишком дорого. Как показал расчет мощности отопительного котла, который был приведен выше, этого хватит для отопления дома общей площадью не более 100 м².

Газовые Относительно дешевое топливо позволяет устанавливать такие котлы в домах большой жилой площади с подключенным магистральным трубопроводом газового снабжения. В эксплуатации они очень удобны.

На жидком топливе Хотя цены на жидкое топливо постоянно растут, оно обходится дешевле электроэнергии примерно в 2 раза. У жидких видов топлива хорошая теплопроизводительность. На отопление жилого дома в 300 м² за сезон уйдет около 3 тонн горючего. Применение таких котлов целесообразно, но они требуют особого ухода.

На твердом топливе Требуют постоянного присмотра. Исключение — котлы с автоматической подачей из бункера гранулированного горючего, со сложной системой слежения за параметрами мощности, скорости горения, температуры в помещениях. Выгодно использовать в районах с доступным, дешевым твердым топливом, в угольных регионах страны.

Статья по теме: Отделка потолка на кухне панелями из пластика — быстро и качественно

Комбинированные Котлы, которые могут использовать различные виды топлива. Некоторые модели работают на газе, жидком и твердом топливе. При переходе с газового топлива на жидкое, обычно требуется небольшая перенастройка: замена горелки.

Как рассчитать расход

Значение представляет собой количество теплоносителя в килограммах, которое тратится в секунду. Оно используется для передачи температуры в помещение посредством радиаторов. Для расчёта необходимо знать потребление котла, которое расходуется на обогрев одного литра воды.

G = N / Q, где:

• N — мощность котла, Вт.
• Q — теплота, Дж/кг.

Величину переводят в кг/час, умножая на 3600.

Формула для расчёта необходимого объёма жидкости

Повторное заполнение труб требуется после ремонта или перестройки обвязки. Для этого находят количество воды, нужное системе.

Обычно достаточно собрать паспортные данные и сложить их. Но также можно найти его вручную. Для этого считают длину и сечение труб.

Числа перемножаются и добавляются к батареям. Объём секций радиатора составляет:

• Алюминиевого, стального или сплава — 0,45 л.
• Чугунного — 1,45 л.

А также есть формула, по которой можно примерно определить общее количество воды в обвязке:

V = N * VкВт, где:

• N — мощность котла, Вт.
• VкВт— объём, которого достаточно для передачи одного киловатта тепла, дм3.

Это позволяет посчитать только ориентировочное число, поэтому лучше свериться с документами.

Для полной картины также нужно посчитать объём воды, вмещаемой прочими компонентами обвязки: расширительным баком, насосом и т. д.

Внимание! Особенно важен бак: он компенсирует давление, которое повышается из-за расширения жидкости при нагреве.

В первую очередь нужно определиться с используемым веществом:

вода имеет коэффициент расширения 4%;

Формула для расчёта:

V = (Vs * E)/D, где:

• E — коэффициент расширения жидкости, указанный выше.
• Vs — расчётный расход всей обвязки, м3.
• D — эффективность бака, указанная в паспорте устройства.

Найдя эти значения, их нужно просуммировать. Обычно получается четыре показателя объёма: труб, радиаторов, нагревателя и бака.

При помощи полученных данных можно осуществить создание системы отопления и заполнить её водой. Процесс залива зависит от схемы:

• «Самотёком» выполняется из высшей точки трубопровода: вставляют воронку и пускают жидкость. Это делают не спеша, равномерно. Предварительно внизу открывают кран, и подставляют ёмкость. Это помогает избежать образования воздушных пробок. Применяется, если отсутствует принудительный ток.
• Принудительная — требует насоса. Подойдёт любой, хотя лучше использовать циркуляционный, который затем применяют в отоплении. В течение процесса нужно снимать показания манометра, чтобы избежать повышения давления. И также обязательно открывают воздушные клапаны, что помогает с выпуском газа.

Как посчитать минимальный расход теплоносителя

Вычисляются также, как затраты жидкости в час на обогрев помещений.

Его находят в перерыв между отопительными сезонами как число, зависящее от горячего водоснабжения. Существует две формулы, применяемых в расчётах.

Если в системе нет принудительной циркуляции ГВС, или она отключена из-за периодичности работы, то расчёт выполняют с учётом среднего расхода:

Gmin = $ * Qгср / [(Tп — Tоб3)*C], где:

Qгср — среднее значение теплоты, которое передаёт система за час работы в неотопительный сезон, Дж.

$ — коэффициент изменения расхода воды летом и зимой. Принимается соответственно равным 0,8 или 1,0.

Tп — температура в подаче.

Tоб3 — в обратке при параллельном подключении нагревателя.

C — теплоёмкость воды, принимают равной 10-3, Дж/°С.

Температуры принимают равными соответственно 70 и 30 градусам Цельсия.

Если есть принудительная циркуляция ГВС или с учётом нагрева воды ночью:

Gmin = Qцг / [(Tп — Tоб6)*C], где:

Qцг — расход теплоты для прогрева жидкости, Дж.

Значение этого показателя принимают равным (Kтп * Qгср) / (1 + Kтп), где Kтп — коэффициент потери тепла трубами, а Qгср — средний показатель расхода мощности на воду в час.

Tп — температура подачи.

Tоб6 — обратки, измеренная после котла, циркулирующего жидкость по системе. Она равна пять плюс минимально допустимая в точке водоразбора.

Специалисты берут числовое значение коэффициента Kтпиз следующей таблицы:

Типы систем ГВС	Потеря воды теплоносителем
	С учётом тепловых сетей	Без них
С изолированными стояками	0,15	0,1
С изоляцией и с сушителями для полотенец	0,25	0,2
Без изоляции, но с сушилками	0,35	0,3

Важно! С расчётом минимального расхода можно ознакомиться подробнее в строительных нормах и правилах 2.04.01—85.

Расчет объема воды в радиатора отопления

Объем воды в некоторых алюминиевых радиаторах

Уж теперь то вам точно не составит труда подсчитать объем теплоносителя в системе отопления.

Расчет объема теплоносителя в радиаторах отопления

Для того чтобы подсчитать весь объем теплоносителя в системе отопления нам необходимо еще прибавить объем воды в котле. Его можно узнать в паспорте котла или же взять примерные цифры:

• напольный котел — 40 литров воды;

• настенный котел — 3 литра воды.

Помог ли вам калькулятор? Смогли ли вы рассчитать сколько в вашей системе отопления или в трубе теплоносителя? Отпишитесь пожалуйста в комментариях.

Краткое руководство по использованию калькулятора «Расчет объема воды в различных трубопроводах»:

1. в первом списке выберите материал трубы и его диаметр (это может быть пластик, полипропилен, металлопластик, сталь и диаметры от 15 — …)
2. во втором списке пишем метраж выбранной трубы из первого списка.
3. Жмем «Рассчитать».

«Рассчитать количество воды в радиаторах отопления»

1. в первом списке выбираем меж осевое расстояние и из какого материала радиатор.
2. вводим количество секций.
3. Жмем «Рассчитать».