Гидравлический расчет системы отопления

Гидравлический расчет системы отопления

Отопление и водоснабжение частного дома — одна из популярных и востребованных услуг в Екатеринбурге, ведь именно от этих систем зависит комфортное проживание жильцов. Монтаж и закупку оборудования предваряет проектирование отопления и водоснабжения, который учитывает эксплуатационные характеристики строения, его тепловые потери и климатические условия местности, в которых он расположен. Проектирование учитывает также количество этажей в доме, расположение на участке надворных построек, гаража, бассейна и теплицы. Если вы планируете монтаж системы отопления и горячего водоснабжения и вам необходим проект и предварительные расчеты, заказать эти услуги по выгодной цене вы сможете в Студии инженерного проектирования.

Зачем необходимо проектирование систем отопления и водоснабжения

Гидравлический расчет системы отопления — гарантия того, что после установки оборудования у владельцев частного дома не возникнут проблемы с его функционированием при недостаточной мощности водопроводной системы. Иными словами, проектирование и гидравлический расчет исключат расходы на устранение неполадок или переустановку систем отопления и горячего водоснабжения. Они учитывают место, где будет установлено оборудование и скважина, какие бытовые приборы будут подключаться к водопроводу, объем потребления воды и тепла.

Проектирование систем горячего водоснабжения дома: этапы

Проект, предваряющий покупку и монтаж оборудования для горячего водоснабжения, включает в себя составление рабочих чертежей водопровода, которые выполняются в соответствии с техническим заданием клиента, архитектурно-строительными чертежами и строительными нормами и правилами. Эти планы показывают, в каких местах проходят водопроводные магистрали, к которым можно подвести ванную, душевую кабину, бытовую технику, насосы, санитарные узлы и т.д. На основании этих чертежей выдаются рекомендации на монтаж оборудования горячего водоснабжения:

• каков должен быть диаметр труб;
• как укладывать трубы с учетом расстояния до стен, санитарной и бытовой техники и мебели;
• материалы и способы изоляции труб;
• особенности помещения, в которых будет выполняться монтаж водопроводов на отопление дома.

Проектирование включает в себя также гидравлический расчет, в который входят:

• расход воды за одну секунду, час и день;
• напор воды на вводе в дом;
• расход тепла на горячее водоснабжение.

Готовый комплект чертежей, отражающий будущее водоснабжение дома, выдается заказчику.

Отопление дома: проект и гидравлические расчеты

Проектирование отопления и водоснабжения дома проходит в несколько этапов. Сначала разрабатывается концепция отопления жилого помещения, выполняется гидравлический расчет и создается эскиз системы. На основании этого эскиза выдается техническое задание и коммерческое предложение с расчетом приобретения оборудования, разрабатывается схема прокладки инженерных коммуникаций. После утверждения с клиентом этих документов выполняется монтаж водопроводной магистрали.

Как заказать гидравлический расчет системы отопления водоснабжения в Екатеринбурге

Водоснабжение, отопление, проектирование, монтаж — все эти вопросы оперативно решат специалисты Студии инженерного проектирования. Низкая цена и индивидуальный подход к клиентам — основа деятельности нашей компании. Расчеты на водоснабжение и отопление выполняются поэтапно, что позволит вам оплачивать услуги не сразу, а постепенно.

Расчёт системы отопления

Рассмотрен подробный расчет системы отопления дома со всеми особенностями и сложностями, перечислены источники отопления, которые чаще всего являются вспомогательными, а также подробно рассмотрена однотрубная и двухтрубная система отопления.

В процессе строительства частных домов возникает вопрос выбора отопительного оборудования с целью обеспечения комфорта и создания уютных условий проживания. Рассмотрим, как правильно осуществить расчет системы отопления с учётом различных особенностей. Среди различных способов обогрева частного дома самой распространенной на данный момент признана индивидуальная система водяного отопления. (См. также: Выгодное отопление коттеджа. Система отопления «Ленинградка»)

Рисунок 1: Одна из систем отопления дома

Современные источники отопления дома

Электрические нагревательные приборы, к которым относятся тепловентиляторы, инфракрасные обогреватели, масляные радиаторы, тепловые пушки, «теплые полы» и другие, а также камины и печи чаще всего используют как вспомогательные источники отопления. Частный дом с системой воздушного отопления – чрезвычайная редкость.

Следует заметить, что есть общепринятые нормы удельной мощности котла в зависимости от климатических зон:

С помощью формулы W кот. = S*W / 10 можно рассчитать мощность котла.

Расчет системы отопления дома включает в себя расчет мощности, при проведении которого следует учитывать следующие параметры: (См. также: Расчет котла отопления)

Совет! С целью упрощения системы расчетов можно применить среднее значение удельной мощности котла (W), которое равно единице. Следовательно, нормативная мощность котла принимается из расчета 10 кВт на 100м 2 помещения, которое отапливается. Например:

1) S = 100 м 2 – площадь помещения, которое отапливается;

2) W = 1,2 кВт – удельная мощность Центральных районов.

W кот. = 100*1,2/10=12 кВт.

Рисунок 2: Проектирование системы отопления

Особенности проектирования системы отопления

Тип отопления напрямую зависит от площади дома.В силу малой инерционности систему с естественной циркуляцией можно использовать для сооружений площадью не более 100м 2 . Расчет и проектирование систем отопления осуществляется с учетом целого ряда особенностей. Например, для зданий с большей площадью необходима принудительная циркуляция теплоносителя. Данный тип теплоносителя обеспечивается включением циркуляционных насосов в систему. (См. также: Что надо знать о проектировании отопления)

Совет! Для повышения длительности срока службы деталей, циркуляционные насосы нужно установить в обратную линию, которая ведет непосредственно к котлу от отопительных приборов. Таким образом, удается избавить контакт деталей с горячей водой.

Рисунок 3: Конструкция циркуляционного насоса

Требования к циркуляционным насосам

Поскольку циркуляционные насосы непрерывно работают, существуют определенные требования, которым они должны соответствовать:

Рисунок 4: Циркуляционные насосы

Особенности расчета системы отопления

Гидравлический расчет системы отопления является одним из наиболее трудоемких и сложных этапов в процессе проектирования систем отопления водяного типа. Перед проведением проектирования необходимо выполнить расчетно-графические работы: (См. также: Как рассчитать радиаторы отопления)

Рисунок 5: Программа для проведения гидравлического расчета

Двухтрубная система отопления

Расчетный участок трубопровода – это участок фиксированного диаметра со стабильным расходом теплоносителя, который определяется тепловым балансом отапливаемого помещения. Расчет двухтрубной системы отопления включает в себя нумерацию расчетных участков, которую стоит начать с источника теплоты (теплового генератора или ИТП). Как правило, на подающей магистрали узловые точки в ответвленных местах выделяют заглавными буквами. Соответственные узлы указывают со штрихом на сборных магистральных трубопроводах.

Рисунок 6: Двухтрубная система отопления

Что касаемо узловых точек на стояках (в местах, где ответвляются распределительные приборные ветки), то их обозначают простыми арабскими цифрами, соответствующими номеру этажа (для горизонтальных систем) или отвечают номеру приборной ветки-стояка (для вертикальных систем). Данные номера выделяют штрихом в местах сбора потоков теплоносителя. Каждый расчетный участок нумеруется двумя буквами или цифрами, которые должны соответствовать началу участка и его концу.

Вертикальная система отопления

При вертикальных системах отопления нумерацию стояков (приборных веток) следует выполнять цифрами арабского алфавита в направлении по часовой стрелке, начиная от квартиры, которая на плане этажа расположена в верхней левой части по периметру здания. С помощью планов, вычерченных в масштабе, определяют длину участков трубопроводов с точностью до 0,1 м.

Рисунок 7: Двухтрубная вертикальная схема отопления

Расчет системы отопления частного дома не обходится без расчета тепловой нагрузки участка, поэтому необходимо определить тепловой поток, который на подающих трубах передает или уже передал теплоноситель. Тепловую нагрузку нужных участков системы трубопроводов (распределительных и сборных) рассчитывают с округлением до 10 Вт, и определяют только после распределения тепловой нагрузки среди всех приборов и приборных веток, которые отапливаются. Принято указывать тепловую нагрузку участка – Q_i-j (Вт) над выносной линией, а его длину – l_i-j (м) под выносной линией.

Однотрубная система отопления

Расчет однотрубных систем немного отличается от расчета двухтрубных небольшим количеством особенностей при определении необходимой поверхности нагревательных приборов, а также при установлении размера и диаметра замыкающих участков и подводок данных нагревательных приборов. Порядок расчета данной системы отопления совпадает свыше приведенным примером расчета двухтрубной системы.

Расчет однотрубной системы отопления начинается с того, что следует рассчитать диаметры стояков и магистралей по давлению. Также можно произвести расчет по обратной схеме: изначально найти диаметры по кольцу прибора, потом определить диаметры замыкающих участков. При данном расчете коэффициент затекания определяется по графику, который составляется за результатами проведенных исследований.

Рисунок 8: Однотрубная система отопления

Важно! При расчетах нельзя использовать заранее принятое количество воды, которая затекает в нагревательные приборы, поскольку этот показатель не является фиксированным и постоянным, а меняется под влиянием различного рода факторов.

Расчет системы отопления загородного дома

ГК «ЛОКАС» выполнит расчет автономной системы отопления загородного дома любой сложности.

Система отопления – неотъемлемая часть индивидуального дома или коттеджа, неэффективная работа которой может свести к нулю все усилия по проектированию и строительству здания. В то же время, особенности отопительных котлов некоторых типов напрямую влияют на архитектуру здания, поэтому расчет отопления загородного дома рекомендуется выполнять сразу после разработки эскизного проекта.

Цели точного расчета системы отопления дома

Разработка инженерного решения для отопительного оборудования необходима для согласования конструкции здания и энергетических возможностей отопительного котла. По результатам расчета системы отопления дома, общий строительный проект дополняется следующими разделами:

• согласованность максимальных характеристик системы отопления с уровнем теплопотерь здания. Вполне вероятно, что может понадобиться дополнительное утепление стен или более мощная энергетическая установка;
• реальные габаритные размеры радиаторов. Опираясь на эту информацию, можно прорисовать точное расположение каждого узла и определить необходимые изменения в архитектуре здания (непересекающееся с батареями расположение розеток, оптимальное расположение вентиляционных каналов и так далее);
• реальная смета отопительного комплекса;
• схема закладки трубопроводов, крайне необходимая при проведении любых ремонтов в будущем.

Определение мощности котельной установки

Центральное значение в расчете отопления загородного дома отводится вычислению мощности котельной установки. Приблизительный норматив, позволяющий выполнить общую оценку затрат на отопление таков: 1 кВт мощности на 10 м2.

Более точный расчет для зданий с высотой потолка не более 3 метров выполняется по формуле:

где S – это отапливаемая площадь в м2, Pu – удельное значение требуемой мощности для конкретного региона. Для параметра Pu существует список рекомендуемых значений:

1. южные регионы России: от 0.7 до 0.9 кВт;
2. северные области: 1.5-2.0 кВт;
3. средняя полоса России: 1.0-1.2 кВт.

Если предполагается использование двухконтурного котла, работающего одновременно на отопление и нагрев горячей воды, то расчетное значение увеличивают на 25%.

Чтобы выполнить расчет с максимальной точностью и с учетом всех характеристик современных теплоизолирующих материалов, рекомендуется использовать соответствующее программное обеспечение.

Схемы подключения радиаторов

В ходе расчета отопления загородного дома существует возможность подобрать оптимальную схему подключения батарей к отопительному котлу. Надо отметить, что стоимость труб, обеспечивающих циркуляцию теплоносителя, составляет значительную часть от общих затрат на систему отопления, поэтому обоснование оптимальной схемы разводки может обеспечить существенную экономию.

В целом часто используемые схемы подключения можно разделить на три группы: однотрубные, двухтрубные и коллекторные с горизонтальным распределением. Одна из целей расчета системы отопления дома – обеспечить требуемый тепловой баланс при минимальных затратах, которые, в свою очередь, зависят от схемы подключения. Однотрубная разводка используется в небольших домах (чаще всего, в одноэтажных) и обеспечивает минимальный расход труб.

Двухтрубная система более затратная, но создает больше возможностей для рационального распределения тепла: батареи в помещениях с пониженными теплопотерями можно подключить в экономичном режиме, а в угловых комнатах – в усиленном.

Также следует обратить внимание на схему подключения радиатора, рейтинг эффективности которых следующий:

• диагональное: теплоноситель подается в верхний угол, отводится с противоположного нижнего;
• боковое: вход и выход теплоносителя реализован с одной стороны радиатора;
• нижнее: батарея и байпас канал подключаются в параллель к центральному контуру циркуляции теплоносителя.

Этапы гидравлического расчета

После того как выбрана предварительная конфигурация схемы подключения радиаторов, необходимо выполнить математическое моделирование тепловых и гидравлических потоков по всей системе, по результатам которого определяются:

• диаметры труб;
• мощность теплообменников;
• количество и конструкция запорных и регулирующих элементов;
• мощность циркуляционного насоса;
• необходимость принудительной балансировки отдельных контуров отопительной системы;
• параметры для настройки терморегулирующих элементов.

Как правило, подобный расчет выполняется с помощью специальных программ (например, VALTEC).

Где лучше выполнить профессиональный расчет системы отопления дома?

Самостоятельно выполнять эту работу не следует, ибо малейшая ошибка в расчетах может привести либо к неоправданному перерасходу средств на приобретение и монтаж отопительной системы, либо к недостаточному обогреву помещений в холодное время года.

Специалисты нашей компании избавят вас от сомнений при выборе подходящей системы отопления и быстро подготовят обоснованный вариант в рамках устраивающего вас бюджета. Мы выполняем инженерное проектирование, установку и обслуживание отопительных систем любого уровня сложности, обеспечивая при этом высокую экономичность и длительные сроки безремонтной эксплуатации.

Установка водяного отопления своими руками

Отопление – важнейшая из систем жизнеобеспечения частного дома. Трудно представить себе жилой дом в условиях российского климата без нагревательных приборов. Исторически сложилось так, что очень большая часть населения использовала для обогрева жилья печи, на дровах или угле. В наши дни такой способ отопления все еще сохраняется, однако широкое распространение получили и другие, более рациональные системы отопления.

В нашей статье речь пойдет о схемах водяного отопления частного дома. Данная система основана на принципе циркуляции горячей воды по трубам. Двигаясь по трубам и радиаторам по направлению от нагревательного котла, вода постепенно отдает тепло, а остывая, возвращается обратно в котел, по системе обратного водотока. Монтаж системы водяного отопления вполне по силам произвести своими руками. Однако для этого нужно знать некоторые нюансы.

Что нужно знать для установки водяного отопления в доме?

Трубы водяной системы отопления монтируются с небольшим уклоном по направлению тока горячей воды

Прежде всего, следует помнить, что система основана на простом физическом принципе – горячая вода поднимается вверх, а холодная, как более тяжелая опускается вниз. То есть циркуляция тем интенсивнее, чем больше перепад температур между водой, выходящей из котла в систему и водой на выходе из обратки. Хорошим показателем считается разница температур в 25 градусов. Для того чтобы усилить этот контраст используют следующие приемы:

• котел устанавливают в самой низкой точке системы, в идеале он должен размещаться на 2-3 м ниже отопительных приборов (обычно это подвал или полуподвал);
• стояк, по которому идет горячая вода, тщательно утепляют;
• протяженность труб, при которой водяное отопление с естественной циркуляцией эффективно – 20-30м;
• при использовании естественной циркуляции в схеме водяного отопления одноэтажного дома систему труб прокладывают под небольшим уклоном в сторону от котла;
• диаметр труб подбирают в зависимости от общей протяженности трубопровода: чем длиннее система, тем больше диаметр;
• схема водяного отопления двухэтажного дома нуждается в установке циркуляционного насоса, иначе проблематично будет нагреть помещения второго этажа.

Почитав специальную литературу или советы бывалых мастеров, можно приступать к проектированию.

Самодельное водяное отопление

Проект водяного отопления своими руками может выглядеть по-разному. Это может быть профессиональный чертеж, выполненный в специальной компьютерной программе или набросок на листке бумаге. Главное, чтобы в нем были учтены все необходимые характеристики и нюансы. Как минимум, вам нужно знать возможные теплопотери, протяженность системы, площадь и количество помещений, нуждающихся в отоплении. Расчет теплопотерь через стены, окна, двери и перекрытия можно легко произвести с помощью онлайн-калькуляторов. Для этого вам нужно будет ввести соответствующую площадь и материал, из которого изготовлена та или иная часть дома. Полученные расчеты помогут правильно определить мощность необходимого оборудования: слишком мощный котел будет перерасходовать топливо, а маломощный может не справиться с возложенной на него нагрузкой.

Схема водяного отопления частного дома, может быть рассчитана и на обогрев прилегающих хозпостроек: гаража, бани, теплицы. Все это тоже нужно учитывать при составлении проекта. И закупать оборудование и материалы только после тщательного расчета и проверки.

Схемы водяного отопления частного дома

Примеры разводки водяного отопления

Система труб в доме может быть проложена различными способами. И зависит это не только от пожеланий хозяев, но и от целесообразности использования того или иного способа. Чаще используют двухтрубную систему, когда по одной трубе вода подается в радиаторы, а по другой возвращается в котел. Своими руками проще собрать однотрубное водяное отопление, однако этот вариант больше подходит для временного жилья или дачного домика. Произвести замену или ремонт какого-либо узла в однотрубной системе не получится без полного отключения всего контура. Хороший вариант для частного дома, рассчитанного на постоянное проживание — две однотрубные системы, действующие независимо друг от друга. Делается это для того, чтобы была возможность брать из системы горячую воду даже в те периоды, когда отопление выключено.

Схема водяного отопления двухэтажного дома

Для двух и более этажных домов есть некоторые обязательные моменты, которые менее важны при использовании отопления в небольшом дачном домике. Прежде всего, это мощность отопительного котла. Поскольку в двухэтажном доме протяженность трубопровода и количество радиаторов больше, чем в одноэтажном, то и котел должен быть повышенной мощности. Обычно производители котов указывают, на какую площадь рассчитано данное оборудование. Поэтому при покупке котла учтите площади всех помещений (в том числе и вспомогательных), которые будут им отапливаться. Насос для организации принудительной циркуляции – следующий важный элемент. Чем быстрее движется нагретая вода по трубам, тем быстрее происходит нагрев помещений. С помощью насоса этот процесс значительно ускоряется.

Наиболее популярные виды водяного отопления

Чаще всего, при самостоятельном монтаже системы отопления, владельцы жилья руководствуются принципами экономии. И здесь не может быть универсальных решений. В каждом конкретном случае можно найти наиболее экономически выгодный и практически осуществимый вариант. Но есть один небольшой «секрет», который может пригодиться каждому. Предусмотрите в своем доме использование разных источников тепла. Комбинирование их в зависимости от времени года или необходимого режима эксплуатации поможет сэкономить значительные средства. Так, например, электро-водяное отопление, даже установленное своими руками, не самый дешевый вариант. Однако если вам нужно очень быстро нагреть помещения или вы хотите автоматизировать процесс на время своего отъезда, то лучше способа не найти. Помните, что плюсы и минусы есть в каждой системе отопления. Правильное и рациональное использование специфических свойств каждой из них поможет вам добиться максимального эффекта с минимальными затратами.

Видео про установку водяного отопления своими руками, поможет вам разобраться в тонкостях данного процесса и даст ответы на многие вопросы.