Для получения максимально эффективной работоспособности отопления рекомендуется применение специализированных теплоносителей на разных основах, включающих в себя присадки для защиты от коррозии, замерзания и прочих негативных факторов воздействия.
Характеристики теплоносителя
Для эффективной работы отопительного оборудования, а также для того, чтобы исключить необходимость частой замены материала, он должен изначально соответствовать ряду требований:
- оптимальным показателям текучести – не слишком высокая и не слишком низкая текучесть обеспечит естественный уровень циркуляции;
- минимальным показателям расширяемости – при нагреве не будет переливаться из расширительного бачка, а при замерзании не разорвет трубы в результате расширения образующегося льда;
- низкому уровню вязкости для возможности перемещения самотеком или снижения нагрузки на циркуляционное оборудование;
- высокой теплоемкостью – обеспечит лучшую передачу температуры от котла на радиаторы и прочие отопительные приборы.
Расчет траты антифриза для котла
Как посчитать объем теплоносителя, затрачиваемого котловым оборудованием в течение 1 часа работы? Для этого прежде всего потребуется определить потребление энергии котлом, затрачиваемое на нагрев 1 литра воды до нужных показателей. Для расчета этого значения применяется специальная формула, позволяющая рассчитать количество килограммов теплоносителя, проходящего за час через котел:
G = N (мощность отопительного прибора)/Q (теплота) x 3600
Как посчитать объем радиатора
Расчет показателей заполняемости радиаторов и труб, используемых для доставки теплоносителя, играет существенную роль при учете общего объема магистрали. Определение данного показателя при конкретном диаметре проходных отверстий выглядит следующим образом:
- радиаторная секция – у новых моделей 0,45 л, у старых чугунных батарей – 1,45 л;
- объем погонного метра стандартной трубы диаметром 15 мм – 9,177 л, при диаметре 32 мм – 0,8 л.
Для того чтобы определить объем системы и количество жидкости во всех трубах и радиаторах, можно использовать формулу:
V = N (мощность котла) x V кВт (объем, достаточный для передачи одного кВт тепла)
При определении общего объема теплоносителя во всей магистрали теплоснабжения объекта нужно учитывать, что на разных участках могут быть установлены трубы различного диаметра, а также использоваться радиаторы и прочие отопительные приборы разной вместительности. Для этого применяется формула:
VS (итоговая вместимость теплоносителя) = Vтр1 * Lтр1 + Vтр2 * Lтр2 + Vтр2 * Lтр2
В соответствии с этой формулой Vтр равен объему жидкости в 1 погонном метре с диаметром 1, Lтр, в свою очередь, является значением полной протяженности магистрали, имеющей данное сечение проходного отверстия.
Расширительный бачок компенсирует изменения объема теплоносителя в системе, предотвращая возможность образования протечек и прорыва трубопроводов или котельного оборудования. Для подбора оптимального оборудования, имеющего достаточную вместимость, применяется следующая формула:
- VS – общий объем системы;
- E – коэффициент расширения теплоносителя;
- D – коэффициент эффективности самого бака, вычисляется по формуле d = (PV – PS)/(PV + 1), где PV – максимальное давление отопительной системы, PS – давление зарядки расширительного бачка.
Что делать с приведенными формулами
Все формулы, указанные выше, позволят рассчитать показатели объема системы в ее конечном и готовом к эксплуатации варианте. Зная объем и расход теплоносителя в системе, можно закупить нужное количество материалов, провести оперативное заполнение и в случае, если вместимость окажется меньше, искать проблему с прохождением теплоносителя. Если же наблюдается постепенное, но быстрое падение уровня, то стоит поискать протечку.
Заполнение системы
Зная точный объем системы и количество теплоносителя, которое потребуется для ее работы, можно проводить заполнение труб, отопительного оборудования и прочих компонентов. Процедура может выполняться двумя способами в зависимости от конструкции и особенностей самой системы:
- самотеком. Для этого в нижней части магистрали должен быть установлен и открыт сгонный кран, это необходимо для вытеснения воздуха. Залив производится в верхней точке системы. Жидкость добавляется постепенно, до того момента, пока не польется из нижнего крана;
- принудительным способом. Потребуется открыть воздушные клапаны, установленные на радиаторах внутри помещений, после чего подается вода и включается насосное оборудование для ее циркуляции. Обратите внимание: для того чтобы добиться равномерного наполнения, потребуется контролировать уровень давления при подаче антифриза.
Как контролировать уровень заполненности
Теплоноситель, независимо от своих характеристик, постепенно испаряется, что обусловлено естественными причинами работы оборудования и свойствами материала. Для контроля уровня необходимо периодически обращать внимание на количество теплоносителя в системе, что можно сделать, обращая внимание на уровень заполненности расширительного бачка. Также о том, что объем жидкости снижается, говорят следующие характеристики:
- появился булькающий звук или шум в котле, что происходит в результате перетекания жидкости из бака в систему;
- наблюдается нагрев соединительной трубы между баком расширительной системы и магистралью;
- слышен шум циркуляции воды, говорящий о наличии свободного места в отдельных секциях;
- неравномерный нагрев батарей в разных помещениях свидетельствует о значительном снижении уровня и недостатке теплоносителя для естественной или искусственной циркуляции.
Что означает расход теплоносителя в системе отопления
Данный показатель обозначает объем потерь жидкости в ходе определенного периода отопительного сезона. На практике знание этого параметра необходимо для того, чтобы подготовить нужный запас материалов для компенсации этого показателя и своевременного добавления материалов в систему. Сам же расход зависит от следующих показателей:
- мощности и эффективности нагрева отопительного котла – чем выше параметр, тем больше объем испарений;
- температуры труб – при большем нагреве повышается скорость циркуляции;
- характеристик теплоносителя – его склонности к испарению;
- загрязненности магистрали – ржавчина и отложения солей могут снизить эффективность циркуляции, замедлить ее и сделать подачу нестабильной.
Показатели тепловых потерь
Зная показатели тепловых потерь, можно повысить точность вычислений при определении уровня расхода теплоносителя. Это позволит повысить мощность системы и эффективность обогрева, компенсировав уровень снижения. Для расчетов применяются следующие основные значения:
- кирпичные здания с отделкой для прогрева требуют 100 Вт/м2;
- объекты, оснащенные пластиковыми стеклопакетами и утепленными перекрытиями, требуют до 80 Вт/м2;
- помещениям без утепления нужно до 120 и более Вт/м2.
Что свидетельствует о сбоях в системе
В ряде случаев проблемы в работе отопительной системы могут отразиться на эффективности обогрева и объеме расходуемого теплоносителя. Как определить неполадки и наличие сбоев в работе:
- повышенный уровень потребления теплоносителя;
- булькающие звуки при циркуляции жидкости в трубах;
- снижение температуры батарей;
- щелканье и другие посторонние звуки;
- закипание жидкости в расширительном бачке.
Рекомендуется строго следить за состоянием отопительной системы и незамедлительно принимать соответствующие меры при обнаружении изменений в режиме ее работы. Также необходимо знать, сколько антифриза потребляет система при том или ином режиме.
- Советы от специалистов
Расчет расхода теплоносителя
При расчете расхода теплоносителя по тепловой нагрузке, необходимо учитывают теплопотери. Этот показатель необходим для точного подбора ёмкости бака, предназначенного для регулирования давления. Этот параметр имеет непосредственное отношение к проектной нагрузке системы обогрева частного строения. Грамотно выбранное оборудование, используемое при отоплении жилого дома, нормально будет справляться с основной задачей – созданием комфортного температурного режима в жилых и вспомогательных помещениях. Определение тепловых потерь тепловыми сетями является важной составляющей расчета расхода теплоносителя по тепловой нагрузке.
Упрощенно расчет расхода теплоносителя по тепловой нагрузке можно определить по формуле:
где, G – расход воды, м 3 /ч;
Q – тепловая нагрузка, Гкал/ч;
Тпод – температура на подающем трубопроводе, °С;
Тобр – температура на обратном трубопроводе, °С.
Чтобы определить расход теплоносителя, используются разные формулы. Рассмотрим наиболее распространенные. Вы можете применить одну из них или несколько для самопроверки. Только вам надо будет перевести полученные значения в литры в минуту.
m = Q / (Cp × Δt)
- m – расход теплоносителя, кг/с
- Q – суммарная мощность системы отопления, кВт
- Cp – удельная теплоемкость теплоносителя, кДж (при подсчете для воды берем средний показатель 4,19 кДж), для теплоносителей с другим основным веществом будет свой показатель в зависимости от присадок в теплоносителе.
- Δt – разница температур на входе и выходе котла (чаще всего это 5 °C)
Если вы хотите правильно подсчитать расход теплоносителя, формула поможет избежать ошибок. Просто подставьте в нее параметр тепловой мощности.
Например, мощность составляет 200 кВт. А остальные значения возьмем усредненные.
Расчет по формуле будет следующим
m = 200 / (4,19 × 5) = 9,54 кг/с
Есть также упрощенный расчет расхода теплоносителя по тепловой нагрузке. Им пользуются не столько инженеры, сколько хозяева домов, которые хотят выполнить работу самостоятельно.
Для этого нужно тепловую мощность разделить на 20 (усредненное значение для расчета при использовании воды в системе).
Вернемся к нашему примеру. Если мощность составляет 200 кВт, то мы разделим ее на 20.
Расчет будет следующим
200 / 20 = 10 кг/с
Если сравнить полученные значения по обеим формулам, можно увидеть небольшую погрешность в упрощенной формуле. Поэтому лучше округлить полученное значение в большую сторону.
- Формула для определения расхода в кубометрах в час
Также часто встречается формула определения расхода в кубометрах в час. Она выглядит следующим образом.
G = 0,86 (Q / Δt).
Значения Q и Δt берем такие же, как в первой инженерной формуле.
Расчет будет следующим
G = 0,86 (200 / 5) = 34,4 куб.м/ч
Мощность системы отопления
Расчет тепловой мощности системы отопления — это первоочередные данные. Они необходимы для решения задач по теплоснабжению жилища.
Благодаря им можно определить минимальную потребность в тепловой энергии для конкретного объекта, а Выявить приблизительные затраты тепла для каждого отдельного помещения, находящегося в нем, рассчитать суточное и годовое потребление топлива.
Этот параметр нужен для определения расхода теплоносителя и подбора котла, который справится с обогревом помещения.
На 10 кв. м приходится 1 кВт.
Такой подсчет действует для капитальных построек с хорошей теплоизоляцией и высотой потолков не более 3 м.
Допустим, площадь объекта составляет 2000 кв. м.
Расчет будет следующим
2000 / 10 = 200 кВт
Согласно данным о мощности системы отопления можно вычислить объем теплоносителя потребляемого для корректной работы всего комплекса и коммуникаций по обогреву помещения. Перед заполнением системы отопления требуется определить точное количество теплоносителя, для того чтобы заранее купить или подготовить необходимый объем. Также нужно собрать информацию про паспортный объем всех отопительных приборов и трубопроводов.
Каждая система отопления требует технического обслуживания и ремонта систем теплоснабжения, данные мероприятия входят в перечень сервисных услуг предоставляемых компанией SVA.
Требования к идеальному теплоносителю
Идеальный жидкий теплоноситель систем отопления автономного типа должен отвечать следующим параметрам качества теплоносителей:
- Обладать достаточной теплоемкостью, чтобы эффективно накапливать и передавать тепловую энергию на отопление.
- Быть нейтральным по химическому составу, чтобы не провоцировать возникновение коррозионных очагов в элементах отопительного оборудования и не разъедать уплотняющие прокладки в местах соединений контура.
- Поддерживать эксплуатационные процессы в широком диапазоне температур.
- Не содержать соединений и веществ, оседающих в трубах и батареях, вызывающих зарастание их твердыми отложениями.
- Быть стабильным по составу — не разлагаться и не расщепляться на различные химические составляющие под действием высокой температуры или от времени. Его плотность, вязкость, теплоемкость и химическая инертность должны оставаться постоянными.
- Быть безопасным для обитателей отапливаемого с его помощью дома, то есть быть нетоксичным и негорючим.
- Иметь доступную цену.
Естественно, что после продолжительной эксплуатации любой трубопровод может засоряться продуктами коррозии, накипи и требуется промывка инженерных систем.
Факторы, о которых многие забывают
Фактор о которых многие забывают при выборе теплоносителя, это срок эксплуатации. Который прописан в нормативной документации к конкретной партии продукта. И использование теплоносителя сверх нормы по гарантийному сроку, установленной в документе, это заведомо подвергать систему выходу из строя. Хороший теплоноситель при любой температуре должен оставаться собой, не распадаясь и не изменяя свойств.
Как посчитать расход теплоносителя
Расчет потерь тепла через радиатор
Это абсолютный алгоритм для расчета отопительного прибора для помещения. По данному материалу Вы легко поймете, сколько нужно выделять тепла отопительными приборами.
Посчитать количество секций для радиатора теперь не проблема!
В паспорте каждого современного радиатора указана его мощность (около 160-210 Вт). Также описывают дополнительные условия, которые характеризуют некоторую мощность радиатора.
Согласно межгосударственному стандарту ГОСТ 31311-2005
Мощность отопительного прибора определяется экспериментально по ниже следующим параметрам:
| Температурный напор 70 °С — это разница между средней температурой теплоносителя и температурой помещения. Например, температура подающего теплоносителя: 90 °С, температура помещения: 20 °С Расход теплоносителя (воды) через отопительный прибор (радиатор, секция): 0, 1 кг/с = 360 литров в час. Атмосферное давление: 101, 33 кПа (760 мм рт. ст.). (Короче: 1 атмосфера, как вода в стакане). Движение теплоносителя в отопительном приборе по схеме «сверху — вниз». |
Только при вышеуказанных условиях и достигается заявленная мощность радиатора.
Уменьшения одного из показателей влечет к уменьшению теплоотдачи.
Рассмотрим некоторый радиатор марки (Tenrad) с параметрами (Смотри таблицу):
Температура помещения возле пола 20 °С, температура теплоносителя 50 °С, теплопотери помещения составляют 1, 5 кВт.
Найти количество секций по заявленным характеристикам.
Температурный напор = 50-20=30 °С
По характеристикам заявлено, что при температурном напоре 50 °С и требуемом расходе 360 л/ч на секцию, теряемая мощность одной секции составляет 122 Вт.
Расчет мощности радиатора находится в этой статье:
Далее находим количество секций.
Теплопотери помещения делим на мощность одной секции.
Необходимо 20 секций, чтобы отопить данное помещение.
Данное решение является верным, если принять что:
Расход равен: 360 л/ч умножить на 20 секций = 7200 л/ч. Совсем не обязательно иметь такой расход. Как его уменьшить смотрим ниже.
А теперь попытаемся понять каким должен быть расход в радиаторе.
Для этого я предлагаю просто договориться и принять на свое усмотрение, что перепад температур нашего радиатора будет соответствовать 10 °С. То есть на подающем трубопроводе 50 °С, а на выходе из радиатора 40 °С.
Вы можете для себя решить, абсолютно любой перепад температур. От перепада температур будет зависеть не только точность расчетов, но и производительность радиаторов. Чем меньше перепад, тем лучше. Но хуже, если имеется в системе большое гидравлическое сопротивление. Так как нужно будет ускорять движение теплоносителя.
Поэтому делаем перерасчет
| Температура подающего теплоносителя: 50 °С Температура обратного теплоносителя: 40 °С Температура помещения возле пола: 20 °С |
Необходимо 25 секций, чтобы отопить данное помещение.
Далее находим реальный расход
| 1, 163 — теплоемкость воды, Вт/(литр•°С) Т3 = 10 °С — разница температур между подающим и обратным трубопроводом радиатора. |
Если разделить расход на количество секций, можно получить необходимый расход на одну секцию
Каждая секция потребляет 5 литров в час.
В задаче я специально решил привести пример с низкотемпературным отоплением, так как очень часто слышал, об этом. А в паспортах не указывается мощность радиатора для низкотемпературного отопления. Поэтому наслаждайтесь расчетами и радуйтесь, тому, что кто-то для Вас бесплатно приготовил эти расчеты.
Данные расчеты являются строго теоретическими, но эта теория подчиняется реальным законам физики. Можете не сомневаться. Для практических расчетов вполне подходят. Отклонения не большие, на себе проверено. Другое дело для более точного расчета расходов, необходимо учесть все гидравлические сопротивления на трубах, идущие к радиаторам, о которых мы поговорим в следующих статьях.
Данная статья является частью системы: Конструктор водяного отопления
Оставьте свой E-mail и мы на него отправим новые интересные статьи и видео о расчетах водоснабжения и отопления