Как рассчитывать объем теплоносителя в системе отопления

Сталкиваясь с необходимостью монтажа или реконструкции отопления, многие из нас задаются вопросом, как рассчитать достаточное количество рабочей жидкости для эффективной работы отопления. В первую очередь нужно понимать, что общий показатель будет зависеть от суммарного значения объема всех элементов отопительной системы.

Выбор теплоносителя

Чаще всего в качестве рабочей жидкости для систем отопления применяется вода. Впрочем, эффективным альтернативным решением может стать антифриз. Такая жидкость не замерзает при понижении температуры окружающей среды до критической для воды отметки. Несмотря на очевидные преимущества, цена антифриза достаточно высока. Поэтому используют его преимущественно для обогрева незначительных по площади строений.

Заполнение отопительных систем водой нуждается в предварительной подготовке такого теплоносителя. Жидкость должна быть отфильтрована от растворенных минеральных солей. Для этого могут быть использованы специализированные химические реагенты, которые присутствуют в продаже. Более того, из воды в системе отопления должен быть удален весь воздух. В противном случае возможно снижение эффективности обогрева помещений.

Общие расчеты

Определять общую емкость отопления необходимо, чтобы мощности отопительного котла хватило для качественного обогрева всех помещений. Превышение показателей допустимого объема может привести к повышению износа отопительного прибора, а также значительному расходу электроэнергии.

Необходимое количество теплоносителя рассчитывается согласно следующей формуле:
Общий объем = V котла + V радиаторов + V труб + V расширительного бачка

Отопительный котел

Определиться с показателем емкости котла позволяет вычисление мощности нагревательного агрегата. Для этого достаточно взять за основу соотношение, при котором 1 кВт тепловой энергии достаточно для эффективного обогрева 10 м2 жилплощади. Данное соотношение является справедливым при наличии потолков, высота которых составляет не более 3-х метров.

Как только станет известен показатель мощности котла, достаточно отыскать подходящий агрегат в специализированном магазине. Объем оборудования каждый производитель указывает в паспортных данных.

Поэтому в случае выполнения правильного расчета мощности проблем с определением нужного объема не возникнет.

Трубы

Чтобы определить достаточный объем воды в трубах, необходимо вычислить поперечное сечение трубопровода согласно формуле – S = π × R2, где:

• S – поперечное сечение;
• π – постоянная константа, равная 3,14;
• R – внутренний радиус труб.

Рассчитав значение площади поперечного сечения труб достаточно умножить его на общую длину всего трубопровода в системе отопления.

Расширительный бак

Определить, какой емкостью должен обладать расширительный бак, можно, располагая данными о коэффициенте температурного расширения теплоносителя. У воды этот показатель составляет 0,034 при подогреве до 85 оС.

Выполняя расчет достаточно воспользоваться формулой: V-бака = (V сист × K) / D, где:

• V-бака – необходимый объем расширительного бачка;
• V-сист – общий объем жидкости в остальных элементах системы отопления;
• K – коэффициент расширения;
• D – эффективность расширительного бачка (указывается в технической документации).

Радиаторы

В настоящее время существует широкое разнообразие отдельных типов радиаторов для отопительных систем. Помимо функциональных различий все они имеют разную высоту.

Чтобы рассчитать объем рабочей жидкости в радиаторах, необходимо для начала подсчитать их количество. После чего умножить данную сумму на объем одной секции.

Узнать объем одного радиатора можно, воспользовавшись данными из технического паспорта изделия. При отсутствии такой информации можно сориентироваться согласно усредненным параметрам:

• чугунные – 1,5 л на секцию;
• биметаллические – 0,2-0,3 л на секцию;
• алюминиевые – 0,4 л на секцию.

Понять, как правильно рассчитать значение позволит следующий пример. Допустим, имеется 5 радиаторов, изготовленных из алюминия. Каждый обогревательный элемент содержит по 6 секций. Производим расчет: 5×6×0,4 = 12 л.

В итоге

Как видно, расчет емкости отопления сводится к вычислению суммарного значения четырех вышеуказанных элементов.

Определить необходимую емкость рабочей жидкости в системе с математической точностью удается не каждому. Поэтому, не желая выполнять расчет, некоторые пользователи действуют следующим образом. Для начала заполняют систему примерно на 90%, после чего проверяют работоспособность. Далее стравливают скопившийся воздух и продолжают заполнение.

В процессе эксплуатации отопительной системы происходит естественный спад уровня теплоносителя в результате конвекционных процессов. При этом происходит потеря мощности и производительности котла. Отсюда вытекает необходимость наличия резервной емкости с рабочей жидкостью, откуда можно будет отслеживать убыток теплоносителя и при необходимости производить его пополнение.

Как рассчитать объем воды в системе отопления, радиаторах, трубах.

Расчет объема воды (теплоносителя), заполняющего систему отопления, будет одним из первых при выборе котла.

Это необходимо для понимания какой оптимальный объем может прогреть ваш котел или другой источник тепла. Параметры труб очень сильно влияют на данный показатель: при наличии насоса вы смело можете выбрать трубу меньшего диаметра и установить больше секций отопления.

Если выбрать трубы большого диаметра, то при максимальной мощности котла можно получить недогрев теплоносителя: большой объем воды будет раньше остывать, прежде чем дойдет до крайних точек системы отопления. Что в свою очередь приведет к дополнительным финансовым расходам.

Приблизительный расчет объема воды в системе отопления производится из соотношения 15 л воды на 1 кВт мощности котла.

Чтобы определить какой объем воды нужен для системы отопления дома, рассмотрим простой пример.

Мощность котла 4 кВт, тогда объем системы равен 4 кВт*15 литров = 60 литров. Но необходимо учитывать размеры и количество секций радиаторов при этом.

Если у вас дом на 4 комнаты, то это не значит, что надо ставить по 12-15 секций в каждую: у вас будет очень жарко, котел будет работать неэффективно. Если комнат больше, то и экономить на радиаторах не стоит: 1 современная секция эффективно отдает тепло для 2…2,5 м2 площади.

Формулы для расчета объема жидкости (воды или другого теплоносителя) в системе отопления

Объем воды в системе отопления можно рассчитать как сумма составляющих:

V =V(радиаторов)+V(труб)+V(котла)

Объем системы должен учитывать объем воды в трубах, котле и радиаторах. В расчет объема теплоносителя не входит объем расширительного бака. Объем бачка учитывается при расчете критических состояний работы системы (когда вода будет поступать в него при нагреве).

Формула для расчета объема жидкости в трубе:

V (объем) = S (площадь сечения трубы) * L (длина трубы)

Важно! Размеры могут отличаться у различных производителей, в зависимости от типа трубы, материала, ее технологии производства. Поэтому расчет удобнее вести по реальному внутреннему диаметру трубы, который проще промерить с помощью инструмента. Как правило, такой расчет необходимо выполнять больше специалисту, когда система отопления разветвленная и сильно протяженная.

Объемы воды для различных элементов системы отопления

Объем воды (литры) в секции радиатора

Материал/тип радиатора	Габариты*: высота×ширина, мм	Объем, л
Алюминий	600×80	0,450
Биметалл	600×80	0,250
Современная чугунная батарея (плоский)	580×75	1,000
Чугунная батарея старого образца ()	600×110	1,700

*ВАЖНО! Габариты в таблице даны ориентировочно.

В большинстве моделей современных производителей они составляют ±20 мм по ширине, высота радиаторов отопления может варьироваться от 200 до 1000 мм.

Объем сильно отличающихся по высоте радиаторов можно приблизительно рассчитать из данной таблицы по правилу пропорции: необходимо объем разделить на высоту и умножить после на высоту выбранной модели. Если система отопления протяженная, то лучше уточнить параметры объема у производителя.

Объем воды в 1 погонном метре трубы

• ø15 (G ½») — 0,177 литра
• ø20 (G ¾») — 0,310 литра
• ø25 (G 1,0″) — 0,490 литра
• ø32 (G 1¼») — 0,800 литра
• ø40 (G 1½») — 1,250 литра
• ø50 (G 2,0″) — 1,960 литра

Основные размеры внутренних диаметров труб (взят ряд значений от 14 до 54 мм), с которыми может столкнуться потребитель.

Сколько надо антифриза для системы отопления

Учитывая особенности наших климатических условий, зимой температура может опускаться до отметки 20-30, а то и 40 градусов по Цельсию. А это значит, если отопление не будет функционировать, а в системе будет вода, она замерзнет. Казалось бы, что в это плохого? А дело все в том, что при замерзании (переходе в твердую фазу) вода увеличивается в объеме на 9%. Следовательно, если жидкость замерзает в системе отопления, есть высокая вероятность, что многие составляющие выйдут из строя: трубы, сам котел, краны и прочие элементы.

Антифриз – как противодействие разрушению системы

Антифриз представляет собой особый теплоноситель, который применяется в различных системах, включая отопительные. В результате существует несколько разновидностей таких смесей, в основе которых лежат водные растворы разных веществ: спиртов, солей, пропиленгликоля, этиленгликоля и прочих. К таким элементам в обязательном порядке добавляются специальные присадки, которые улучшают характеристики растворов. И важным свойством является пониженная температура замерзания.

Антифризы на основе этиленгликоля

В нашей стране популярностью пользуются составы на базе водного раствора этиленгликоля. Во многом такая любовь потребителей к подобному виду антифриза вызвана его доступностью. Ведь на деле такой состав является вредным для здоровья, поэтому нужно исключать его попадание на кожу, тем более в организм. Токсичными являются даже пары смеси. Смертельная доза этиленгликоля для человека – до 5 мл на один килограмм массы тела. Как правило, такой антифриз реализуется в двух видах, отличающихся температурой замерзания:

Чтобы получить требуемую температуру кристаллизации, состав разбавляется водой, желательно, конечно, дистиллированной. Самые часто встречающиеся бренды в России — Hot Blood, Dixis, Nort. Добавляя определенное количество воды, температура замерзания может находиться в диапазоне от -10°С до -65°С. И нужно понимать, что даже при наступлении температуры кристаллизации есть еще немалый температурный диапазон, при котором сохраняется и жидкость, и лед. Подобное состояние именуется шуга. При таких условиях исключается разрыв системы.

В ряде случаев воду нужно заменять специальным составом с низкой температурой замерзания

Чтобы избежать порыва труб при замерзании теплоносителя, в них иногда заливают специальный антифриз для системы отопления. Но использование незамерзающих жидкостей требует учета множества нюансов, потому просто заменять ими воду нельзя. Я расскажу о принципиальных особенностях антифризов и приведу ряд советов по их применению.

Особенности использования незамерзающих жидкостей

Если есть риск промерзания отопительной системы, о защите нужно думать заранее

Проектируя отопительную систему, приходится выбирать — вода или антифриз будут циркулировать в трубах.

Эти жидкости отличаются в первую очередь температурой замерзания: если вода при 0 °С превращается в лед и может порвать трубу, то антифриз сохраняет текучесть и при -60…-70 °С. Для домов, в которых отопительная система используется нерегулярно, это настоящее спасение: риск выходя труб из строя при низких температурах сводится к минимуму.

Еще одна ситуация, в которой понадобится защита от промерзания — регулярные отключения газа или электричества. Для отдаленных районов это весьма акутально!

С другой стороны, если мы хотим использовать антифриз, то нам нужно учесть его особенности:

Для компенсации потерь теплоемкости нужно использовать котел большей мощности

1. Меньшая теплоемкость — на 15–20% ниже, чем у воды. Теплоноситель медленнее прогревается, хуже отдаёт тепло, а значит, потери эффективности нужно компенсировать установкой более мощного отопительного котла.
2. Большая текучесть за счет меньшего поверхностного натяжения. Это не кажется серьезной проблемой только на первый взгляд: как только трубы остывают, теплоноситель начинает просачиваться через все стыки и соединения. Это нужно учитывать при проектировке контуров и оборудовании подключений.

Все разъемные соединения должны быть доступны для осмотра и ремонта, потому от заделки таких узлов под обшивку придется отказаться.

Высокая вязкость составов требует использования циркуляционных насосов

1. Большая плотность и вязкость. Движение антифриза по трубам будет затруднено, а значит, нам понадобится более мощный циркуляционный насос. Кроме того, если изначально в качестве теплоносителя вы планируете использовать незамерзающую жидкость, то лучше сразу выбрать трубы большего диаметра.
2. Расширение при нагревании. Антифриз для систем отопления увеличивается в объеме на 30–50% больше, чем вода. Соответственно, расширительный бак тоже нужно ставить больший.

Коррозия металла под воздействием антифриза может привести к поломке нагревателей

Подводя итог, хочу отметить, что простая замена воды на антифриз без замены элементов системы отопления не принесет желаемого результата. Переход нужно тщательно спланировать, и только после внесения корректировок в конструкцию системы переходить к ее заполнению.

Со временем состав нужно менять — это тоже приводит к дополнительным расходам

Разновидности антифризов

Применение фабричных составов

Ассортимент незамерзающих жидкостей для отопительных систем включает не одну сотню наименований. Но при этом чаще всего составы выпускаются в одной из двух форм:

Составы для заполнения контуров отопления представлены в очень широком ассортименте: выбрать есть из чего!

1. Концентраты. Температура кристаллизации -65 °С. Предполагается, что перед заливкой в трубы состав будет разведен умягченной или дистиллированной водой.
2. Составы, готовые к применению, которые начинают замерзать при -30 °С. Можно сразу заливать в трубы и использовать.

Мы сами можем выбрать, разводить концентрат или брать готовый раствор

Если ваш приоритет — минимальная цена , то можно развести и готовый состав, подняв температуру кристаллизации до -15…-20 °С. Сильнее разбавлять антифриз не нужно: потеря положительных качеств будет очень существенной.

Этиленгликолевые растворы токсичны, но дешевы

На рынке представлены в основном гликолевые составы — водные растворы этилен- и пропиленгликоля. Их характеристики отличаются, причем достаточно сильно:

1. Незамерзающие жидкости на основе этиленгликоля. Достаточно дешевы и эффективны, потому очень популярны. Ограничивающим фактором выступает токсичность этиленгликоля. Состав нельзя использовать ни в двухконтурных системах (есть риск попадания в трубы с горячей одой), ни в открытых системах (ядовитые испарения).

Для двухконтурного котла лучше выбрать пропиленгликолевую жидкость

1. Антифриз на основе пропиленгликоля. Более дорог, но при этом нетоксичен, менее агрессивен к уплотнителям и металлическим компонентам системы. Может применяться в двухконтурных котлах, поскольку его попадание в систему горячего водоснабжения не приводит к отрицательным последствиям.

Фото нагревательного элемента, работавшего в системе с залитым тосолом

1. Тосол. Тоже, по сути, антифриз, но использовать его в системе отопления нельзя. Основная проблема заключается в том, что при контакте с тосолом элементы системы обогрева очень быстро разрушаются.

Водно-спиртовая смесь кустарного производства

Выбирая, какой лучше взять антифриз для обогрева частного дома, нельзя забывать и о спиртовом составе. Его пропорции смело можно назвать классическими: 40% этилового спирта, остальное — дистиллированная вода.

Этиловый спирт довольно дорог, но для систем отопления достаточно самой грубой очистки

Основные достоинства:

1. Приемлемая вязкость. Чуть выше, чем у воды, но значительно ниже, чем у гликолевых составов.
2. Меньшая текучесть. У водно-спиртового раствора достаточное поверхностное натяжение, так что риск протечек в местах соединения ниже.
3. Повышение стойкости труб. Спирт не только выступает в качестве ингибитора коррозии, но и предотвращает развитие накипи на внутренних поверхностях.

Сравнение трубы с обычной водой, и трубы после прочистки и заливки спиртового антифриза

1. Снижение расширения воды. Даже если труба промерзнет насквозь (это произойдет примерно при -23… -25 °С), ледяная пробка не будет давить на стенки изнутри, и риск порыва будет сведен к минимуму.

Использование водно-спиртовой «незамерзайки» оправдано в первую очередь в закрытых системах. Но и в открытом контуре испарение будет не настолько значительным, чтобы отказываться от возможных преимуществ.

Самостоятельная заливка в систему

Незамерзающие составы нужно закачивать в систему под давлением

При использовании антифриза в качестве теплоносителя необходимо минимум раз в пять лет выполнять его замену. Сделать это можно и своими руками — главное, разобраться в конструкции своей отопительной системы.

Теперь расскажу, как залить антифриз в систему отопления дома:

Иллюстрация	Этап работы
Слив старого теплоносителя. Используя сливные краны, удаляем старый теплоноситель. Повторное его использование не рекомендуется. Если незамерзающие свойства он и сохранит, то присадки, обеспечивающие защиту металла от коррозии и прокладок разрушения, в течение пяти лет полностью деградируют.
Демонтаж кранов Маевского. Если на радиаторах были установлены краны Маевского — сначала стравливаем воздух, затем выкручиваем краны и на их место ставим гибкий шланг. С помощью этого шланга выполняем слив теплоносителя.
Установка погружного насоса. В емкость с новым антифризом укладываем погружной насос, соединенный со шлангом. Следим, чтобы заборные отверстия были под водой — так насос не будет «хватать» воздух. Шланг от насоса присоединяем к заливному патрубку отопительного контура.
Закачка антифриза в систему. Включаем насос и закачиваем жидкость в трубы. При этом контролируем давление с помощью манометра.
Проверка жидкости в циркуляционном насосе. Очень важно, чтобы циркуляционные насосы были заполнены антифризом, иначе на сухом ходу они выйдут из строя. Для проверки частично вывинчиваем центральный винт. Если из-под него выступает антифриз — мы все сделали правильно. Если же выходит воздух, то накачку нужно продолжить, стравив воздушную пробку. Эта инструкция подойдет для большинства систем. Но применять ее нужно с учетом особенностей конкретного контура, потому при необходимости в алгоритм можно вносить изменения. Заключение Применение антифриза для труб отопления позволяет защитить их от порыва при замерзании. Выбрать и правильно использовать заполняющую жидкость вам помогут приведенные выше советы и видео в этой статье. Кроме того, вы можете получить консультацию у экспертов, задав вопрос в комментариях. Загородный дом или дача, куда хозяева приезжают отдохнуть на время выходных, в зимний период топится периодически. Поэтому вопрос, антифриз или воду заливать в отопительную систему такого жилища, не подлежит обсуждению. Дабы не случилось размораживания оборудования и труб, они должны быть заполнены только незамерзающей жидкостью. Поскольку тема интересует многих домовладельцев, в данном материале мы расскажем, как выбрать антифриз для отопления и правильно залить его в систему. Выбор незамерзающей жидкости Для заливки в системы отопления частных домов на рынке предлагается 2 вида незамерзающих теплоносителей, изготавливаемых на основе: Первый вид антифризов можно описать буквально двумя словами – дешев и токсичен, в то время как пропиленгликоль безопасен, но дорог. По понятным причинам большинство продавцов усиленно предлагают именно второй тип теплоносителя, делая упор на его безопасности для здоровья человека. При этом развивается теория о том, что малая толика теплоносителя может попасть в питьевую воду через систему ГВС либо отравить чуть ли не все живое в доме при протечке из соединений системы отопления. ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ +7(495)744-67-74 Промышленное отопление предприятий В действительности качественно и правильно смонтированное отопление не даст ни малейшего шанса антифризу попасть в воду, а протечки бывают столь мизерны, что не представляют опасности. Другое дело – потеря гарантии на котел, ведь большинство производителей не допускают работу своих теплогенераторов с незамерзайкой. Но это касается любых гликолей, кроме тех, что разрешает применять сам изготовитель котла. Вывод прост: когда вы уверены в качестве сборки своей системы отопления и стеснены в средствах, то смело заливайте этиленгликоль, тщательно контролируя процесс и строго соблюдая инструкцию. Если же есть желание подстраховаться, подкрепленное возможностями, то уплатите требуемую цену за пропиленгликоль, залейте его и спите спокойно. В большинстве случаев антифриз для систем отопления продается в виде концентрата, который надо разбавить перед тем, как залить в отопительную сеть. Рекомендуется разбавлять его строго в соответствии с инструкцией, не нужно делать раствор сильно концентрированным «на всякий случай». От этого в разных местах и на теплообменнике могут появиться отложения. Менять антифриз надо не позже чем через 5 лет эксплуатации. Как залить антифриз в систему открытого типа Это как раз тот случай, когда следует покупать безопасный пропиленгликоль. Все дело в открытом расширительном бачке, сообщающемся с атмосферой. Поскольку он располагается в пределах дома (как правило, на чердаке), то в жилые помещения могут в небольшом количестве попадать испарения. А вообще, заливать антифриз в открытую систему – нецелесообразно. Лучше ее переделать в закрытую, откуда он не будет испаряться. Разбавленный концентрат заливают через расширительный бак или подпиточный вентиль с помощью насоса. При этом все воздушные краны Маевского, установленные на радиаторах, должны быть открыты. По мере заполнения краны закрываются, после чего уровень теплоносителя доводится примерно до 1/3 расширительного бака. Совет. Перед тем как закачать антифриз в систему отопления дома своими руками, надо убедиться в том, что вся запорно – регулирующая арматура находится в открытом состоянии. После запуска и прогрева котла нужно повторно стравить воздух через батареи. Если уровень нагретого теплоносителя в расширительном бачке упал, то антифриз доливают примерно до половины. Заполнение закрытой системы отопления Здесь удобнее всего проводить процесс заполнения с помощью насоса, присоединенного к штуцеру подпитки системы. Если насоса нет, то вас ждет изнурительная работа по заливке антифриза через самую высокую точку, открутив автоматический воздухоотводчик. Также желательно, чтобы в операции участвовал помощник. Его задача – выпускать воздух из батарей в то время, когда вы закачиваете антифриз в котельной. Перед началом работ убедитесь в том, что: вся запорная арматура открыта; краны, отсекающие котел, закрыты; концентрат разбавлен согласно инструкции; сбросные клапаны Маевского закрыты; вентиль, отсекающий мембранный расширительный бак, открыт. Процесс начинается с закачки антифриза до тех пор, пока манометр не покажет давление 1.4—1.5 Бар. После этого надо дать сигнал помощнику, чтобы постепенно выпускал воздух из радиаторов, начиная с самых нижних. В это время вам надо следить за падением давления манометра и потихоньку подкачивать теплоноситель, чтобы оно не падало ниже 1 Бар. Примечание. В закрытых отопительных системах на подпиточной врезке должен обязательно стоять обратный клапан пружинного типа, иначе закачать туда антифриз или воду будет затруднительно. Когда весь воздух успешно выпущен, антифриз снова закачивается до давления 1.5 Бар. Потом надо поочередно открыть краны, отсекающие котел, — сначала на обратной, а потом на подающей магистрали. Второй кран открывайте медленно, чтобы воздух успевал уйти через автоматический воздухоотводчик, что стоит на группе безопасности котла. При этом давление снова станет падать, придется сразу же подкачивать антифриз. Во время запуска теплогенератора и прогрева теплоносителя нужно следить за показаниями манометра. По итогу они не должны превышать 1.8 Бар при рабочей температуре. Последний этап – повторный сброс воздуха из отопительных приборов и корректировка давления. Работать с кранами Маевского надо аккуратно и осторожно, чтобы не обжечься и не пролить антифриз, особенно когда вы залили в систему этиленгликоль. Совет. По окончании процесса внимательно обследуйте все соединения и оборудование на предмет протечек антифриза. При обнаружении таковых не обязательно снова опорожнять все трубопроводы, можно отсечь отдельную ветвь или радиатор арматурой, а после устранения снова поднять давление и стравить воздух. Заключение Процесс заливки антифриза нельзя назвать сложным, но он довольно трудоемкий, а без помощника займет вдвое больше времени. Необходимое количество раствора лучше готовить в одной большой емкости, из которой и производить закачивание. Если его не хватит, то добавлять можно такой же антифриз этого же производителя. Продукты от разных фирм могут иметь различные пакеты присадок, отчего при смешивании в системе появится осадок. Читайте также:  Как самому рассчитать плату за отопление квартиры Оцените статью Вам также может понравиться 2 трубная только отопление Схемы двухтрубных систем отопления для частного дома 2 трубная система отопления частного дома своими руками схема Двухтрубная система отопления: все нюансы, которые 2 трубная система отопления диаметр труб Необходимый диаметр труб для разных систем отопления 2 питьевой пояс водоснабжения Постановление Главного государственного санитарного 2 питьевое водоснабжение для предприятия Водоснабжение промышленных предприятий: виды систем 2 категория водоснабжения для расчета штатного расписания муп Штатное расписание. Унифицированная форма Т-3 Штатное 1 категория водоснабжения требования Исполнительная документация Какие бывают категории 354 постановление правительства холодное водоснабжение Постановление Правительства РФ от 06.05.2011 N 354 (ред. Контакты Правообладателям Политика конфиденциальности