Как рассчитать объем отопления. Объем воды в радиаторе отопления: документация и средние данные

Определение объема воды или другого теплоносителя в радиаторе является важным этапом проектирования отопительной системы собственного загородного дома. Не выполнять этот этап можно только тогда, когда жилье находится в многоквартирном доме, и там работает центральная система отопления. В этом случае все хлопоты, связанные расчетом объема воды и созданием необходимого давления в центральной системе, падают на плечи работников ЖЭКа.

Зачем знать объем теплоносителя в батареи

Расчет объема теплоносителя в батарее, изготовленной согласно правилам, указанным в гост, делают для того, чтобы:

  • выбрать правильное . Оно же должно выдерживать не только вес изготовленного согласно требованиям гост изделия, но и вес воды, которая заполняет все внутреннее пространство. Расчет веса воды очень прост: этот показатель равен объему;
  • выбрать котел с нужной мощностью. Разумеется, если он будет слабым, то особого толку со всей отопительной системы с очень малым гидравлическим сопротивлением будет очень мало, ведь он будет создавать малое давление, и вода будет двигаться медленно;
  • выбрать расширительный бак с необходимым объемом. Многие люди отказываются от этого элемента. Однако его лучше использовать, поскольку он компенсирует давление, созданное увеличенным в объеме нагретым теплоносителем. Например, при нагревании объем воды растет на 4%. Если ей некуда деться, то давление на батареи, а также трубы растет. Рано или поздно тепловое расширение «порадует» протечкой;
  • определить общую потребность в теплоносителе. Правда, для этого еще нужно учесть внутренний объем труб с малым гидравлическим сопротивлением, а также объем нагревательного котла, способного создать нужное давление;
  • выдержать верную концентрацию антифриза. Это касается тех случаев, когда вода будет смешиваться с антифризом. Такое делать можно, и в некоторых случаях образованная жидкость для , изготовленных согласно правилам гост, замерзает при более низких температурах, чем 100-процентный антифриз;
  • подобрать тип циркуляции. Теплоноситель может двигаться естественным способом (сверху вниз) или перемещаться под давлением, созданным насосом. Естественный тип циркуляции выбирают в случае батарей с большим внутренним объемом и малым сопротивлением нагретой жидкости. Что касается второго типа, то размер и вес батарей значения не имеет.

Способы расчета объема

Величину внутреннего пространства изготовленных согласно гост батарей можно определить двумя способами:

  1. Заглянуть в техническую документацию и найти среди указанных характеристик нужную цифру. Далее необходимо провести простые математические операции.
  2. Залить воду и измерить ее объем или вес.

Определяем объем с помощью документации

Начальные цифры можно взять, как из документации с техническими характеристиками, так и со специальных составленных производителями таблиц. В обоих случаях указывается определенный показатель, которому соответствует такой объем воды, который может уместиться .

Этим определенным показателем является межосевое расстояние. Под ним понимают расстояние, которое разделяет верхний и нижний коллекторы. Многие производители выпускают батареи, соблюдая стандартные значения межосевого расстояния. Чаще всего оно составляет 30 и 50 см.

Расчет объема воды, которая может поместиться в отопительном устройстве, изготовленном согласно гост, предусматривает такие шаги:

  1. Определение длины панельных радиаторов или алюминиевых или биметаллических батарей с гладкими внутренними стенками (такие стенки позволяют снизить гидравлическое сопротивление).
  2. Определение объема воды на погонный метр. Для этого в таблице смотрят на такую характеристику, как межосевое расстояние. Напротив его величины ищут объем воды. Если устройство для отопления секционное, то узнают, сколько воды может поместиться внутри одной секции.
  3. Перемножение полученных величин.

Этот метод довольно сложно использовать для трубчатых радиаторов и батарей, выполненных согласно индивидуальным потребностям.
Это потому, что для первых устройств производители используют различные, прошедшие проверку на гост, трубы. Они имеют разные диаметры, толщину стенок, а также длину. Поэтому таблиц с усредненными значениями объема и расстояния между коллекторами нет. Их невозможно составить. Конечно, на помощь может прийти документация с техническими характеристиками, а также составленная производителем таблица. В ней кроме межосевого расстояния также может указываться сопротивление нагретой жидкости и вес устройства с этой жидкостью.

Что касается устройства отопления, изготовленного по желанию клиента, то для него может и не быть технической документации с очень детальными характеристиками. Ведь оно выпускается только в малой партии, и нет смысла высчитывать все характеристики, включая объем и сопротивление воде.

Усредненные значения объема

Для примера взяты радиаторы с межосевым расстоянием 500 мм. Итак, объем таков:

  • 1,7 л на каждую секцию рассчитанного на большое давление ЧМ-140;
  • 1 л на каждую секцию этой же батареи, однако, нового образца;
  • 0,25 л на каждые 10 см панельного устройства типа 11. Для конструкций с двумя и тремя рассчитанными на небольшое давление панелями этот показатель составляет 0,5 и 0,75 л на 10 см;
  • 0,45 л на каждую легкую по весу секцию батарей из алюминия.
  • 0,25 л на одну секцию биметаллического изготовляемого согласно гост радиатора.

Универсальный метод

Он подходит для любого типа нагревательного устройства с любым межосевым расстоянием. Для его реализации нужно запастись большим количеством воды и емкостью, объем которой является известным.

Измерение осуществляют так:

  1. Устанавливают на два нижних отверстия. Можно было бы установить и третью заглушку на одно из верхних отверстий, однако лучше подождать. Это потому, что при наливании воды в одно отверстие, через другое должен выходить воздух.
  2. Наливают воду до тех пор, пока она не начнет вытекать из второго свободного отверстия.
  3. Ставят заглушку на этом отверстии и медленно заливают воду до тех пор, пока вся батарея не будет полностью заполнена. Во время наливания подсчитывают количество вылитых емкостей. Это можно делать и во время спускания воды из радиатора. Правда, придется спускать воду в ведро или что-то другое и потом ее выливать.
  4. (1 голосов, рейтинг: 5,00 из 5)

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.

Определение расхода (G, м 3 /час) теплоносителя при выборе насоса

Отправной точкой для подбора насоса служит количество тепла, которое теряет дом. Как это узнать? Для этого нужно сделать расчет теплопотерь.

Это сложный инженерный расчет, предполагающий знание многих составляющих. Поэтому в рамках этой статьи мы опустим это объяснение, а за основу количества теплопотерь возьмем одну из распространенных (но далеко не точных) методик, которой пользуются многие монтажные фирмы.

Ее суть заключается в некоем среднем показателе потерь на 1 м 2 . Эта величина условна и составляет 100 Вт/м 2 (если дом или комната имеют неутепленные кирпичные стены, да еще недостаточной толщины, количество тепла, теряемого помещением, будет значительно больше. И наоборот, если ограждающие конструкции дома сделаны с применением современных материалов и имеют хорошую теплоизоляцию, потери тепла будут снижены и могут составлять 90 или 80 Вт/м 2).

Итак, предположим, что вы имеете дом площадью 120 или 200 м 2 . Тогда условленное нами количество теплопотерь для всего дома будет составлять:

120 * 100 = 12000 Вт или 12 кВт.

Какое это имеет отношение к насосу? Самое прямое.

Процесс теплопотерь в доме происходит постоянно, а значит и процесс нагревания помещений (компенсация теплопотерь) должен идти постоянно.

Представьте, что у вас нет насоса, нет трубопроводов. Как бы вы решили эту задачу?

Чтобы компенсировать теплопотери вам пришлось бы сжигать какой-то вид топлива в отапливаемом помещении, например, дрова, что в принципе тысячелетиями люди и делали.

Но вы решили отказаться от дров и использовать для обогревания дома воду. Что вам пришлось бы делать? Вам пришлось бы брать ведро(-а), наливать туда воду и греть ее на костре или газовой плите до температуры кипения. После этого брать ведра и нести их в комнату, где вода отдавала бы свое тепло помещению. Затем брать другие ведра с водой и снова ставить их на костер или газовую плиту для нагревания воды, а затем нести их в комнату взамен первых. И так до бесконечности.

Сегодня за вас эту работу выполняет насос. Он заставляет воду двигаться к устройству, где она нагревается (котел), а затем для передачи сохраненного в воде тепла по трубопроводам направляет ее к отопительным приборам для компенсации теплопотерь в помещении.

Возникает вопрос: сколько нужно воды в еденицу времени, нагретой до заданной температуры, чтобы компенсировать теплопотери дома?

Для этого нужно знать несколько величин:

  • количество тепла, которое необходимо для компенсации тепловых потерь (в этой статье за основу мы взяли дом площадью 120 м 2 с теплопотерями 12000 Вт)
  • удельная теплоемкость воды равная 4200 Дж/кг * о С;
  • разница между начальной температурой t1 (температура обратки) и конечной температурой t2 (температурой подачи), до которой нагревается теплоноситель (эта разница обозначается как ΔT и в теплотехнике для расчета систем радиаторного отопления определяется в 15 - 20 о С).

Эти значения нужно подставить в формулу:

G = Q / (c * (t2 - t1 )) , где

G - требуемый расход воды в системе отопления, кг/сек. (Этот параметр должен обеспечивать насос. Если купить насос с меньшим расходом, то он не сможет дать количество воды необходимое для компенсации тепловых потерь; если взять насос с завышенным расходом, это приведет к снижению его КПД, перерасходу электроэнергии и большим начальным затратам) ;

Q - количество тепла Вт, необходимое для компенсации теплопотерь;

t 2 - температура конечная, до которой нужно нагреть воду (обычно 75, 80 или 90 о С);

t1 - температура начальная (температура теплоносителя, остывшего на 15 - 20 о С);

c - удельная теплоемкость воды, равная 4200 Дж/кг * о С .

Подставляем известные значения в формулу и получаем:

G = 12000 / 4200 * (80 - 60) = 0,143 кг/с

Такой расход теплоносителя в течение секунды необходим для компенсации тепловых потерь вашего дома площадью 120 м 2 .

На практике пользуются расходом воды, перемещенным в течение 1 часа. В этом случае формула, пройдя некоторые преобразования принимает следующий вид:

G = 0,86 * Q / t2 - t1 ;

или

G = 0,86 * Q / ΔT, где

ΔT - разность температур между подачей и обраткой (как мы уже увидели выше, ΔT - величина известная, закладываемая изначально в расчет).

Итак, какими бы сложными, на первый взгляд, не показались объяснения по подбору насоса, учитывая такую важную величину, как расход, сам расчет и, следовательно, подбор по этому параметру довольно прост.

Все сводится к подстановке известных значений в простую формулу. Эту формулу можно "вбить" в программе Excel и пользоваться этим файлом, как быстрым калькулятором.

Потренируемся!

Задача: нужно подсчитать расход теплоносителя для дома площадью 490 м 2 .

Решение:

Q (количество теплопотерь) = 490 * 100 = 49000 Вт = 49 кВт.

Проектный температурный режим между подачей и обраткой закладываем следующий: температура подачи - 80 о С, температура обратки - 60 о С (по-другому запись делается как 80/60 о С).

Следовательно, ΔT = 80 - 60 = 20 о С .

Теперь все значения подставляем в формулу:

G = 0,86 * Q / ΔT = 0,86 * 49 / 20 = 2,11 м 3 /час.

Как всем этим пользоваться непосредственно при выборе насоса, вы узнаете в заключительной части этой серии статей. А сейчас поговорим о второй важной характеристике - напоре.

При строительстве или реконструкции частного дома всегда встает вопрос – какое оборудование выбрать для отопления помещения, ведь от этого напрямую зависит комфортное в нем проживание в зимнее время. Поэтому необходимо сделать правильный выбор отопительного .

Под системой отопления подразумевается комплекс, состоящий из насосов, приборов, средств автоматики, трубопровода и прочих устройств, предназначенных для доставки тепла от генератора в жилые помещения. Эффективная и слаженная работа этой системы, зависит от правильного ее монтажа, точного расчета количества секций, выбранной схемы разводки и прочих факторов.

Как правильно определиться с типом отопительного котла и рассчитать его мощность

В системе отопления котлу отводится роль генератора тепла. Делая выбор между котлами - газовым, электрическим, жидко- или твердотопливным обращают внимание на эффективность его теплоотдачи, простоту эксплуатации, учитывают, какой тип топлива преобладает в месте проживания.

Эффективная работа системы и комфортная температура в помещении напрямую зависят от мощности котла. При малой мощности в помещении будет холодно, а при слишком большой - неэкономно использоваться топливо. Поэтому необходимо выбирать котел с оптимальной мощностью, которую можно довольно точно высчитать.

При ее расчете обязательно нужно учитывать :

  • площадь отапливаемого помещения (S);
  • удельная мощность котла на десять кубических метров помещения. Она устанавливается с корректировкой, учитывающей климатические условия региона проживания (W уд.).

Есть установленные значения удельной мощности (W уд.) для определенных климатических зон, которые составляют для:

  • Южных районов – от 0,7 до 0,9 кВт;
  • Центральных районов – от 1,2 до 1,5 кВт;
  • Северных районов - от 1,5 до 2,0 кВт.

Мощность котла (Wкот) рассчитывается по формуле:

  • W кот. = S*W уд. / 10

Поэтому принято мощность котла выбирать, из расчета 1 кВт на 10кв. м отапливаемого помещения.

От площади дома будет зависеть не только мощность , но и тип водяного отопления. Конструкция отопления с естественным движением воды, не сможет эффективно обогревать дом площадью более 100 кв. м (из-за малой инерционности). Для помещения с большой площадью потребуется система отопления с циркулярными насосами, которая будет подталкивать, и ускорять подачу теплоносителя по трубам.

Поскольку насосы работают в безостановочном режиме, к ним предъявляются определенные требования - бесшумность, малая энергоемкость, долговечность и надежность. На современных моделях газового котла, насосы уже встроены непосредственно в корпус.

Какие предъявляются критерии к подбору и монтажу трубопровода

На строительным рынке предлагают к реализации достаточно богатый ассортимент труб, которые условно можно разделить на:

  • нержавеющие, стальные, стальные оцинкованные;
  • медные;
  • полимерные (армированные алюминием, полиэтиленовые, металлопластиковые, полипропиленовые).

выгодно выделяются металлопластиковые системы. Которые состоят из алюминиевых труб, изнутри и снаружи покрытых пластиком.

К их основным достоинствам относятся :

  • высокая прочность;
  • кислородная непроницаемость, что позволяет увеличить срок службы системы и избежать процесса коррозии;
  • малое гидравлическое сопротивление;
  • антистатичность;
  • для монтажа не требуется профессиональное оборудование;
  • медленное и незначительное отложение осадка на внутренних поверхностях.

Монтаж металлопластиковых труб происходит без применения сварки, при помощи резьбовых (прессовых) соединений. Это позволяет сэкономить на монтажных работах при установке отопительной системы. При наладке такой системы используют аксессуары – тройники, краны шаровые, отводы и т.п., которые отличаются надежностью и долговечностью. Не меньшее распространение получил и трубопровод из полипропилена, который выдерживает долговременный и высокий нагрев (до 1000 С).

Метраж труб, необходимый для системы отопления, напрямую будет зависеть от схемы разводки, которую выберет владелец – одно- или двухтрубную. Двухтрубная схема разводки позволяет эффективно отапливать даже большие помещения. А при помощи терморегуляторов можно устанавливать любую температуру для каждого отапливаемого помещения в отдельности. Преимущество однотрубной схемы разводки для частного дома – в ее низкой себестоимости.

Стандартный способ расчета количества радиаторов отопления

Согласно «Строительным нормам и правилам» на один квадратный метр жилого помещения требуется 100 ватт мощности радиатора отопления.

В таком случае нужная мощность исчисляется по следующей формуле:

S = площадь помещения
P = мощность одной секции радиатора отопления

К примеру, мощность одной секции выбранного вами радиатора равняется 180 ваттам, а площадь комнаты 20 квадратным метрам, в таком случае:

20*100/180=11,11

Значит, для обогрева жилой комнаты в 20 кв/м потребуется 11 секций радиатора отопления.

У формулы есть поправки! Если комната расположена в торце или на углу дома, то полученное количество нужно умножить на 1,2. В нашем случае получилось бы 13 секций для угловой комнаты.

Еще один вопросом, который обязательно встанет перед вами, расчет объема воды (теплоносителя) заполняющего систему отопления. Нужно это для того, чтобы знать какой максимальный объем может быть у системы отопления при выбранной мощности . В противном случае это может привести к плохому прогреву помещения, неэффективной, неэкономичной работе.

Приблизительный расчет делается исходя из соотношения 15л воды на 1 кВт мощности котла .

Например , мощность котла 4 кВт, тогда объем системы равен 4кВт*15 литров = 60 литров.

Ниже приведены значения объемов различных составляющих системы отопления:

Объем воды в радиаторе:

  • алюминиевый радиатор - 1 секция - 0,450 литра
  • биметаллический радиатор - 1 секция - 0,250 литра
  • новая чугунная батарея 1 секция - 1,000 литр
  • старая чугунная батарея 1 секция - 1,700 литра

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
  • ø15 (G 1½») - 1,250 литра
  • ø15 (G 2,0″) - 1,960 литра

Формула для расчета: S - площадь сечения трубы *L - длина трубы =V - объем

Рассчитывается объем воды в системе отопления можно также как сумма ее составляющих:

При покупке и расчете учитывайте различные случайные факторы, поэтому лучше «запасайтесь» теплом на 20% больше рассчитываемого уровня. Либо за счет мощности секций, либо за счет их количества, чтобы потом не было мучительно прохладно зимой.

Чтобы получать новости с моего сайта заполните форму ниже

1.
2.
3.

По совокупности признаков бесспорным лидером среди теплоносителей является обыкновенная вода. Лучше всего использовать дистиллированную воду, хотя подойдет и кипячёная или химически обработанная – для осаждения растворённых в воде солей и кислорода.

Однако если существует вероятность того, что температура в помещении с системой отопления на некоторое время опустится ниже нуля, то вода в качестве теплоносителя не подойдёт. Если она замёрзнет, то при увеличении объёма велика вероятность необратимого повреждения системы отопления. В таких случаях используют теплоноситель на базе антифриза.

Расчет объема теплоносителя – что нужно знать перед началом

Что требуется от идеального переносчика тепла:
  • Хорошая передача тепла
  • Небольшая вязкость
  • Низкая расширяемость при замерзании
  • Небольшая текучесть
  • Нетоксичность
  • Дешевизна




Количество теплоносителя в системе отопления

Теплоноситель нужен после монтажа новой отопительной системы, после её ремонта или реконструкции.
Перед заполнением отопительной системы требуется определить точное количество теплоносителя, для того чтобы заранее купить или подготовить необходимый объём. Нужно собрать информацию про паспортный объем всех отопительных приборов и трубопроводов (детальнее: " "). Обычно такие данные содержатся на упаковке или в справочной литературе. Объём труб легко высчитывается по их длине и известному сечению.

Для наиболее распространённых элементов теплосетей объёмы теплоносителя таковы:
  • Секция современного радиатора (алюминиевого, стального или биметаллического) - 0,45 литра
  • Секция радиатора старого типа (чугунного, МС 140-500, ГОСТ 8690-94) – 1.45 литра
  • Погонный метр трубы (15 миллиметров внутренний диаметр) - 0,177 литра
  • Погонный метр трубы (32 миллиметров внутренний диаметр) - 0,8 литра


Расход теплоносителя в системе отопления можно примерно подсчитать и без суммирования. Можно просто исходить из мощности отопительной системы. Для расчёта используют соотношение, что отопительной системе для передачи одного килоВатта тепла понадобится 15 литров неплоносителя. Нетрудно подсчитать, что для отопительной системы мощностью 75 килоВатт понадобится 75х15=1125 литров теплоносителя. Ещё раз – этот метод приблизительный и не даёт точного объёма. Читайте также: " ".

Нам недостаточно подсчитать расход теплоносителя – формула для вычисления объёма расширительного бака также совершенно необходима.

Мало просто просуммировать объёмы составляющих теплосети (радиаторов, котла и трубопроводов). Дело в том, что в процессе нагревания исходной объём жидкости существенно изменяется, а следовательно возрастает давление. Для того, чтобы его скомпенсировать, применяют так называемые расширительные баки.

Их объём вычисляется с использованием следующих показателей и коэффициентов:

Е - так называемый коэффициент расширения жидкости (исчисляется в процентах). Для разных теплоносителей он разный. Для воды он составляет 4%, для антифриза на базе этиленгликоля - 4,4 %.

D - коэффициент эффективности расширительного бака
VS – расчетный расход теплоносителя (просуммированный объём всех составляющих системы теплоснабжения)
V – результат вычисления. Объём расширительного бака.

Формула для расчета - V = (VS x E)/d

Расчет теплоносителя в системе отопления выполнен – пора заливать!


Существуют два варианта заполнения системы, в зависимости от её конструкции:
  • Заливка «самотёком» - в высшей точке системы в отверстие вставляется воронка, через которую постепенно заливается теплоноситель. Нужно не забыть в нижней точке системы открыть кран и подставить какую-то ёмкость.
  • Принудительная закачка с помощью насоса . Подойдет практически любой электрический насос малой мощности. В процессе заполнения следует контролировать показания манометра, дабы не переборщить с давлением. Очень желательно не забыть открыть воздушные клапаны на батареях.


Расход теплоносителя в системе отопления

Расход в системе теплоносителя подразумевает массовое количество теплоносителя (кг/с), предназначаемое для подачи нужного количества тепла в обогреваемое помещение. Расчет теплоносителя в отопительной системе определяется как частное от деления расчетной тепловой потребности (Вт) помещения (помещений) на теплоотдачу 1 кг теплоносителя для обогрева (Дж/кг).

Некоторые советы по наполнению системы отопления теплоносителем на видео:



Расход теплоносителя в системе в продолжение отопительного сезона в вертикальных системах центрального отопления изменяется, поскольку они регулируются (особенно это касается гравитационной циркуляции теплоносителя - детальнее: " "). На практике в расчетах обычно расход теплоносителя измеряют в кг/ч.