• Вычисляем параметры системы отопления, шаг за шагом, общие принципы. Сколько воды в котле отопления

Сколько литров воды в отопительном котле. • Вычисляем параметры системы отопления, шаг за шагом, общие принципы

Вопрос от Андрея Алексеевича:

Площадь дома — 70 кв. метров. В доме — система отопления из металлических труб внутренним диаметром 50 мм. Объем воды в системе отопления (вместе с объемом теплообменника котла) — 208 литров. В доме стоит новый газовый напольный котел «Ангара» — 11,6 (копия «Сиберии — 11,6»), в паспорте которого указано, что максимальный объем воды в системе отопления — 150 литров. Циркуляция воды — принудительная — стоит насосо.За прошедшую зиму при средней температуре воздуха на улице -5 -10 (временами до -15) градусов для поддержания в доме температуры воздуха в 22 градуса достаточно было держать температуру воды в котле на уровне 55 градусов. Расход газа составлял порядка 430 кубометров в месяц, что нас вполне устраивало. Однако при понижении температуры воздуха на улице до -25 градусов требовалось увеличивать температуру воды в котле до 60 градусов. Но котел достигал 60 градусов с большим трудом, работая, практически не выключаясь.Вывод — данный котел (11,6 квт), из-за завышенного объема воды в системе отопления, с большим трудом достигает 60 градусов.Вопрос: что целесообразнее сделать — уменьшить объем воды в системе отопления (вместо толстых трубчатых регистров поставить алюминиевые батареи) или поменять котел на котел мощностью 16 квт?Если установить более мощный котел — увеличиться ли расход газа по сравнению с расходом, имевшим место в прошедшую зиму с котлом в 11,6 квт?

Ответ эксперта

Во-первых, вы не указали, насколько правильно был произведен расчет мощности котла исходя не только из площади, но и других параметров вашего дома. Может, у вас панорамные окна во всю стену… Методик расчета в Интернете полно.

Если расчет был сделан правильно и мощность котла «Ангара», равная 11.6кВт превышает ваши расчеты на 25%, то можно сделать предположение либо о недостаточном давлении газа в магистрали, либо о слабой теплоизоляции строения.

Первым делом следует измерить давление газа. Если этот параметр будет ниже 0,003Мпа, необходимо проверить настройку газового редуктора, установленного на вашей магистрали низкого давления. Если нет возможности увеличить давление, выход один – увеличить тепловую мощность отопительного агрегата.

Кстати, некоторые модели близких по мощности котлов одного типа отличаются один от другого только установкой более мощной горелки, следовательно, нужно узнать, возможно ли установить на вашу «Ангару» горелку помощнее. Иногда следующая по мощности модель отличается от предыдущей даже не горелкой, а установкой главного жиклера с увеличенным проходным сечением. Если нет возможности увеличить мощность котла, выход один – замена агрегата более мощным.

Во-вторых, исходим из того, что вы имеете на данный момент. Объем теплоносителя в вашей системе немного не соответствует мощности котла. Действительно, при расчете тепловой мощности котла, применяют коэффициент объема теплоносителя на единицу мощности котла, равный 13. То есть, на каждый 1кВт тепловой мощности, которую может выдавать агрегат вашей отопительной системы, должно приходиться не менее 13 литров теплоносителя. Мощность котла «Ангара» составляет 11.6 кВт, следовательно, необходимый объем теплоносителя равняется 11.6 х 13 = 150.8 литров, что подтверждает заводские параметры. То, что ваша система вмещает 208 литров, не страшно. Главное, чтобы объем системы был не меньше расчетного значения.

Недостаточный нагрев теплоносителя происходит не «из-за завышенного объема воды в системе отопления», как вы считаете. Это происходит потому, что вода в отопительной системе остывает быстрее, чем котел может ее нагреть.

Не верите? Проверьте, сможет ли котел нагреть этот «большой» объем воды до 60 градусов летом.

Установка регистров из двухдюймовых труб – отличное решение с точки зрение гидравлики, ведь проходное сечение труб практически не оказывает сопротивления прохождению теплоносителя. Да и теплоотдача такой системы должна быть совсем неплохой, учитывая площадь поверхности труб. О надежности системы говорить не будем – если никогда не сливать воду из такой системы, она не корродирует и через 50 лет. Поэтому нет никакой необходимости заменять регистры алюминиевыми или биметаллическими радиаторами (разве что только с точки зрения дизайна). Знайте: ни один радиатор не сможет отдат

Консультация эксперта по системе отопления

Вопрос от Андрея Алексеевича:

Площадь дома — 70 кв. метров. В доме — система отопления из металлических труб внутренним диаметром 50 мм. Объем воды в системе отопления (вместе с объемом теплообменника котла) — 208 литров. В доме стоит новый газовый напольный котел «Ангара» — 11,6 (копия «Сиберии — 11,6»), в паспорте которого указано, что максимальный объем воды в системе отопления — 150 литров. Циркуляция воды — принудительная — стоит насосо.За прошедшую зиму при средней температуре воздуха на улице -5 -10 (временами до -15) градусов для поддержания в доме температуры воздуха в 22 градуса достаточно было держать температуру воды в котле на уровне 55 градусов. Расход газа составлял порядка 430 кубометров в месяц, что нас вполне устраивало. Однако при понижении температуры воздуха на улице до -25 градусов требовалось увеличивать температуру воды в котле до 60 градусов. Но котел достигал 60 градусов с большим трудом, работая, практически не выключаясь.Вывод — данный котел (11,6 квт), из-за завышенного объема воды в системе отопления, с большим трудом достигает 60 градусов.Вопрос: что целесообразнее сделать — уменьшить объем воды в системе отопления (вместо толстых трубчатых регистров поставить алюминиевые батареи) или поменять котел на котел мощностью 16 квт?Если установить более мощный котел — увеличиться ли расход газа по сравнению с расходом, имевшим место в прошедшую зиму с котлом в 11,6 квт?

Ответ эксперта

Во-первых, вы не указали, насколько правильно был произведен расчет мощности котла исходя не только из площади, но и других параметров вашего дома. Может, у вас панорамные окна во всю стену… Методик расчета в Интернете полно.

Если расчет был сделан правильно и мощность котла «Ангара», равная 11.6кВт превышает ваши расчеты на 25%, то можно сделать предположение либо о недостаточном давлении газа в магистрали, либо о слабой теплоизоляции строения.

Первым делом следует измерить давление газа. Если этот параметр будет ниже 0,003Мпа, необходимо проверить настройку газового редуктора, установленного на вашей магистрали низкого давления. Если нет возможности увеличить давление, выход один – увеличить тепловую мощность отопительного агрегата.

Кстати, некоторые модели близких по мощности  котлов одного типа отличаются один от другого только установкой более мощной горелки, следовательно, нужно узнать, возможно ли установить на вашу «Ангару» горелку помощнее. Иногда следующая по мощности модель отличается от предыдущей даже не горелкой, а установкой главного жиклера с увеличенным проходным сечением. Если нет возможности увеличить мощность котла, выход один – замена агрегата более мощным.

Во-вторых, исходим из того, что вы имеете на данный момент. Объем теплоносителя в вашей системе немного не соответствует мощности котла. Действительно, при расчете тепловой мощности котла, применяют коэффициент объема теплоносителя на единицу мощности котла, равный 13. То есть, на каждый 1кВт тепловой мощности, которую может выдавать агрегат вашей отопительной системы, должно приходиться не менее 13 литров теплоносителя. Мощность котла «Ангара» составляет 11.6 кВт, следовательно, необходимый объем теплоносителя  равняется 11.6 х 13 = 150.8 литров, что подтверждает заводские параметры. То, что ваша система вмещает 208 литров, не страшно. Главное, чтобы объем системы был не меньше расчетного значения.

Недостаточный нагрев теплоносителя происходит не «из-за завышенного объема воды в системе отопления», как вы считаете. Это происходит потому, что вода в отопительной системе остывает быстрее, чем котел может ее нагреть.

Не верите? Проверьте, сможет ли котел нагреть этот «большой» объем воды до 60 градусов летом.

Установка регистров из двухдюймовых труб – отличное решение с точки зрение гидравлики, ведь проходное сечение труб практически не оказывает сопротивления прохождению теплоносителя. Да и теплоотдача такой системы должна быть совсем неплохой, учитывая площадь поверхности труб. О надежности системы говорить не будем – если никогда не сливать воду из такой системы, она не корродирует и через 50 лет. Поэтому нет никакой необходимости заменять регистры алюминиевыми или биметаллическими радиаторами (разве что только с точки зрения дизайна). Знайте: ни один радиатор не сможет отдать больше тепловой энергии, чем получит от отопительного котла.

Решить вашу проблему можно или дополнительным утеплением дома, или увеличением тепловой мощности агрегата. Объем вашей водяной системы отопления позволяет установить 16 киловаттный котел, мощности которого для ваших условий должно хватить с лихвой.

Третье. Насчет экономичности. Современные газовые котлы (конденсационные во внимание не берем) работают с КПД примерно 85-90%. При этом КПД котла с повышением температуры теплоносителя падает на несколько процентов (часть тепла уходит с более горячими отходящими газами), но это не те величины, на которые стоит обращать внимание, чтобы увеличить экономичность агрегата. Хотите сэкономить – установите конденсационный котел. Или утепляйтесь.

all-for-teplo.ru

Как зависит расход топлива (газа) от объема воды в системе отопления?

pro-radio.ru

Расчет объема воды в системе отопления

Расход воды в централизованных системах отопления рядовыми пользователями не учитывается. Но знать объем системы отопления, которая создается для оснащения отдельной квартиры (дома) необходимо. Эти данные помогут точнее определить несколько важных эксплуатационных параметров, о которых будет рассказано далее.

Для чего нужен расчет количества воды в системе отопления

При установке соответствующего оборудования в загородные частные дома многие хозяева предпочитают использовать специальные жидкости.

Качественный антифриз, со специальными добавками, предотвращает возникновение коррозийных процессов, что повышает долговечность металлических труб и других компонентов инженерной системы. Он не превращается в лед при низких температурах.

Это свойство пригодится при несанкционированном отключении оборудования, в иных аварийных ситуациях. Но такая жидкость стоит дороже воды, поэтому необходим точный расчет потребностей.

Второй задачей является уточнение объема емкости расширительного бака. Если она будет недостаточной в закрытых системах, то устройство не будет выполнять полноценно свои функции по компенсации расширения жидкости при нагреве.  

Как определить количество воды экспериментально, сделать расчет

Самым простым способом узнать, сколько понадобится жидкости для заполнения системы, является опыт. После подключения дома нового отопительного оборудования открывается вентиль для их заполнения. Нужное значение будет получено, как результат показаний счетчика расхода воды. Второй вариант – обратное действие. Можно производить слив из системы, используя ведро, или другую емкость с известным объемом.

Понятно, что подобные операции допустимы только при наличии дома установленного оборудования. В действительности посчитать придется заранее, чтобы правильно определиться с параметрами соответствующего проекта. Далее будет рассмотрена правильная последовательность действий, которая поможет рассчитать объем теплоносителя:

• Выясняется количество жидкости, которое вмещает котел. Эти данные указываются в техническом паспорте на соответствующее изделие. Устройства проточного типа экономичнее. Но те, в которых используются накопительные емкости, способны быстро обеспечить потребителей горячей водой. В некоторых моделях котлов, работающих на твердом топливе, соответствующий объем достигает 50-ти литров.
• Далее суммируются аналогичные характеристики радиаторов отопления. Как правило, самые крупные – чугунные радиаторы. Для заполнения одной секции такого прибора может потребоваться не менее полутора литров жидкости.   
• Емкость обвязки считают только с учетом данных по трубам. Чтобы произвести расчет используется следующая формула: V (объем жидкости для заполнения трубопровода) = П (3, 14 –число «Пи») х R 2 (радиус трубы во второй степени) х L (длина трубопровода).
• Последнее действие – суммирование имеющихся величин.

Чтобы правильно рассчитать внутренний объем труб надо использовать только сопоставимые величины. Точный радиус вычисляется с использованием вычитания двойной ширины стенок. Приведем пример, который основан на следующих исходных данных:

• Длина труб: 12 метров.
• Диаметр (наружный): 24 мм.
• Толщина стенок : 2 мм.

Вначале надо рассчитать внутренний радиус: R = 24 - (2х2)/2 =10 мм.

Теперь можно использовать приведенную выше формулу: V = 3,14 х 10 2 /1000 х 12 = 3,768 литра. К этому значению прибавляют объемы котла и радиаторов отопления.

Какой должна быть величина емкости расширительного бака

Как правило, рассчитать точно эту величину надо, если предполагается создание дома отопительной системы закрытого типа. Чтобы получить искомое значение применяют следующую формулу: VR (объем расширительного бака) = (VO (общий объем, который рассчитывается по рассмотренной выше методике) х KR (коэффициент расширения жидкости)) / KE (коэффициент эффективности). KR принимается для воды равным 0,04  (антифриз – 0,044). KE – это показатель, который вычисляют с использованием формулы: KE = (PM (максимальное давление в системе) – PN (номинальное давление, при котором происходит наполнение бака))/ (PM+1).

Таким образом, чтобы выяснить количество незамерзающей жидкости для заполнения отопительной системы надо сложить все перечисленные выше объемы:

• котла;
• батарей;
• трубопровода;
• расширительного бака.

mynovostroika.ru

• Вычисляем параметры системы отопления, шаг за шагом, общие принципы | ImhoDom.Ru

Для того чтобы можно было рассуждать о правильности работы системы отопления и об её настройке и регулировке, для начала необходимо убедиться в том, что ваша система отопления загородного дома грамотно спроектирована, смонтирована, грамотно подобрано отопительное оборудование.

Этап № 1

Первое, в чём необходимо убедиться, —  в том, что параметры котлов соответствуют параметрам системы отопления. Арифметика здесь простая. На каждый киловатт мощности котла должно приходиться примерно 13 литров воды (теплоносителя) в системе отопления. Причём отклонения в большую сторону не так критичны, как в меньшую. При этом по большому счёту неважно, кто производитель котла  и даже на каком топливе он работает. 

Самый простой и надёжный способ определить объём воды в системе отопления — просмотреть показания водомера, заливая жидкость в систему (при первой испытательной топке, при промывке системы). Кроме этого, можно  рассчитать объём воды в системе. Для этого необходимо учесть объём её в основных приборах:  в отопительном котле, в радиаторах отопления и в трубах. У меня, например, при первой испытательной топке водомер показал, что в систему было залито 295 литров.

Таким образом, удельный объём воды в системе в моём случае составил: 295/20=14,75 л/кВт, что немного превышает требуемое значение. Но больше — не меньше. Поэтому я ничего менять не стал, и впоследствии об этом пожалел.

Если объём воды слишком мал  по отношению к мощности используемого котла, целесообразно привести объём теплоносителя в соответствие с мощностью котла. Самый простой путь — добавить количество обогревательных приборов в систему.

При определении мощности котла нужно учитывать  возможные нюансы и  сюрпризы. Так, например,  свой  котёл я покупал как 16-киловатный. 

При осмотре оборудования и документации, уже дома, выяснилось, что котёл укомплектован газовой горелкой мощностью 20 кВт. Соответственно, мощность котла не 16, а 20 кВт. 

Владельцев импортных котлов может подстерегать другой сюрприз.  Например, котел мощностью 27 кВт (при номинальном давлении газа 18-20 мбар) в наших газовых сетях при давлении 13 мбар реально будет выдавать чуть более 20 кВт.  Зимой, когда давление падает ещё ниже, производительность  газового котла ещё больше снизится.

После того как мы убедились, что объём теплоносителя соответствует мощности котла, и уточнили объём воды в системе, можно переходить к следующему этапу.

Этап № 2

На данном этапе, зная, какой объём воды вмещает система отопления жилого дома, необходимо рассчитать требуемый объём расширительного бака (либо проверить эти параметры на соответствие). Поскольку информации в сети по данному вопросу более чем достаточно, буду краток. Как мы знаем, вода практически не сжимается, а при нагреве её объём увеличивается. Для того чтобы компенсировать температурное расширение воды и обеспечить поддержание стабильного давления в закрытой системе отопления,  используют мембранный расширительный бак. Для того, чтобы бак исправно выполнял данную функцию, его объём должен быть правильно рассчитан. В самом простом случае объём расширительного бака принимают равным 10-12 % от объема воды в системе. Ниже на рисунке показана зависимость прироста объёма воды в зависимости от перепада температуры. Обычно для бытовых котлов максимально допустимая температура подогрева воды ограничивается  95 оС, в этом случае прирост будет менее 5 %.

Для моей системы отопления (295 литров) объём расширительного бака должен составлять 295 х (10-12)%=(29,5 – 35,4) литра. 

На фото показан мой расширительный бак на 35 л, установленный впоследствии в вертикальном положении, подключённый по воде, снизу, трубой ¾ дюйма. С завода бак поставляется  уже заправленный азотом (давление  – 2 бар). В верхней части бака имеется штуцер, через который можно контролировать и корректировать давление. Как уже было сказано, общий объём моего мембранного бака составляет 35 литров. Но полезный (или рабочий) объём бака заметно меньше 35 литров. Почему так получается?

Если говорить кратко, в конструктивном отношении  мембранный расширительный бак представляет собой герметическую ёмкость, поделённую эластичной перегородкой на две герметичных части. Одна часть через систему трубной подводки связана  с системой отопления по принципу сообщающихся сосудов. В другую часть бака закачен газ под определённым давлением. Поэтому:

a) В зависимости от начального давления в баке и величины выбранного рабочего давления в системе рабочий объём  одного и того же бака может быть разным.

Выбор этих параметров определяет начальные условия работы системы.

b) Поскольку газ, в отличие от воды, может сжиматься, то полезный объём расширительного бака также может меняться в зависимости от рабочих процессов в системе (в цикле «нагрев – остывание»).

Таким образом, дополнительная регулировка  параметров в процессе работы системы отопления позволяет обеспечить правильную и стабильную работу системы отопления в рабочем режиме.

Этап № 3

1. Расчёт или проверка  начального давления подпора в расширительном баке и рабочего давления в системе

Я при определении параметров рабочего  объёма я пользовался методикой одного из производителей расширительных баков, если память не изменяет, фирмы Zilmet. Хотя имеются и другие методики, но эта, табличная, наиболее понятна, наглядна и позволяет достаточно точно рассчитать требуемые параметры.

Наиболее целесообразно   производить расчёт в следующей последовательности.

Определяем допустимое предельное давление в системе

Данную величину нужно рассчитывать с учётом параметров котла, указанных в паспорте. В моём случае величина максимально допустимого рабочего давления составляет 1,2 атм. По отзывам владельцев  котлов, аналогичных моему, давление в 2 атм  они тоже «держат». Учитывая это, я установил предельное давление в системе  равным 1,5 Бара. 

Далее необходимо определиться с начальным давлением подпора в баке

(в таблице обозначено «Первоначальное давление воздуха в баке Р 0»)

При определении начального давления подпора в баке рекомендуют придерживаться одного простого принципа. Давление подпора не должно быть меньше статического давления в системе отопления, и к этой величине необходимо добавить ещё 0,2 бар. Статическое давление в моём случае составляет примерно 0,3 бара, оно определяется  между верхней и нижней точками в системе. Высота 3 м примерно соответствует давлению 0,3 бара.

Дополнительные 0,2 бар необходимы для того, чтобы создать давление подпора в самой верхней точке системы отопления. Таким образом, минимально допустимое давление подпора в расширительном баке (стартовое давление) для моей системы отопления составляет 0,3 + 0,2 = 0,5 бар.

Важный момент. Настройка российских котлов, в особенности устаревших модификаций, — более сложная, чем в случае  современных моделей и импортных котлов. Это обусловлено тем, что допустимый рабочий диапазон давления у таких котлов небольшой, обычно не более 2 атм. Поэтому  возможностипо регулировки и настройки сильно ограничены. 

Как видно из таблицы, при предельном давлении в 1,5 бар первоначальное давление в баке можно принимать в пределах 0,5 – 1 бар. Лучше выбирать минимально допустимое значение, так как некоторый запас нам потребуются при регулировке и настройке системы отопления в процессе работы.

Приведу параметры, которые выбрал я.

• Предельное давление в системе – 1,5 бара;
• Начальное давление подпора в баке – 0,5 Бара.

В вашем случае параметры могут быть другие. Скажем, при допустимом давлении в котле 3 бара (см. таблицу) диапазон выбора начального давления в баке может быть от 0,5 до 2,5 бар, если не учитывать других ограничений, например, по статическому давлению. Соответственно, предохранительный клапан также будет другим. 

Я использовал самодельную группу безопасности. Если сравнить её с аналогом заводского изготовления, то можно увидеть, что кран Маевского и автоматический воздухоотводчик разделены, что позволяет «разнести» их при установке. Как видно из фото ниже, манометр и предохранительный клапан представляют собой одну группу (на фото – группа 1), а кран Маевского и автоматический воздухоотводчик составляют другую группу (на фото – группа 2).

Это обусловлено тем, что группа безопасности устанавливается на выходе из котла. Вывод воздуха из системы я делал в самой верхней её точке. При использовании заводского устройства (показано на рис. справа) может оказаться, что воздухоотводчика, установленного на  самой группе безопасности, может быть и не достаточно, и потребуется установка дополнительного воздухоотводчика. Это важный момент с точки зрения настройки и работоспособности системы отопления.

2. Определение рабочего объёма мембранного бака

Пересечение красных стрелок (см. таблицу) показывает нам величину рабочего объёма  расширительного бака при выбранных параметрах давления в системе и давления подпора в баке. Получим: 35 литров х 0,4 = 14 литров. То есть рабочий объём моего бака при указанных параметрах составляет 14 л воды. Сделаем перепроверку: 295 литров х 5 % = 14,75 литра, что можно считать допустимым в пределах  погрешностей. 

Таким образом, в процессе работы системы отопления выбранный расширительный бак общим объёмом 35 литров имеет возможность компенсировать прирост объёма воды при нагревании в пределах 14 литров, при изменении температуры  воды в пределах 10- 95 градусов.

На этом обычно все рекомендации по выбору, расчёту и настройке параметров системы отопления заканчиваются. И начинается головная боль у владельца. Потому что всё выбрано и  рассчитано вроде бы правильно, но давление воды в системе скачет, со временем падает, требуется регулярная доливка  и т. д. Где уж тут говорить об удобстве эксплуатации?

По крайней мере, мне пришлось столкнуться со следующим проблемами после изготовления и запуска своей системы отопления:

1. Через определённое время давление в системе постепенно снижалось, и требовалось доливать воду. Это вредно для системы и хлопотно.

2. Более того, после добавления воды в систему ситуация стабилизировалась на некоторое время, а затем всё повторялось сначала. И так — несколько раз за отопительный сезон.

3. Кроме того, диапазон разброса давления тоже вызывал некоторое недоумение. Расширительный бак есть, компенсировать температурное расширение воды, по расчёту, должен. Но по факту получается по-другому.

После некоторых размышлений я пришёл к выводу, что имеющиеся в сети рекомендации не позволяют добиться нормального результата.  А для  стабильной работы системы отопления нужны дополнительные настройки и регулировки. 

Этап № 4

Дальше я рассуждал очень просто.

1. Поскольку всё посчитано, проверено, перепроверено по разным методикам,  но всё равно работает нестабильно, то причина должна быть в чём-то другом.

Расчёты, выполненные до начала эксплуатации системы отопления, не соответствуют фактическим параметрам, полученным в рабочих условиях. В частности, при первичном заполнении системы водой вместе с  ней в систему поступает некоторое, пусть и небольшое, количество воздуха. Кроме того, в зависимости от качества монтажа воздух в системе отопления может оставаться запросто. Поэтому, когда я залил в систему 295 литров воды, часть резервуара занимал воздух. После начала эксплуатации системы, в процессе неоднократного цикла нагрева – остывания, а также циркуляции воды в системе, воздух выводится из системы отопления. Соответственно, объём воды в системе за счёт вывода воздуха снижается. Давление в системе (в абсолютном значении) начинает падать.

Доливать воду, как я уже отмечал, бессмысленно. Так возникла идея поднять давление в самом баке. За счёт увеличения «начального стартового» давления в баке часть воды из бака компенсирует тот объём воздуха,  который был выведен из системы в процессе эксплуатации.

Показания манометра  превысили начальное предустановленное давление в баке, до работы давление подпора было 0,5 бар, в процессе подкачки при эксплуатации давление выросло до 0,7 бар. Но «верить» показаниям будет не совсем правильно, так как бак в рабочем состоянии находится под  дополнительным воздействием столба воды. Поэтому его показания в большей степени можно считать ориентировочными. 

Кстати, в процессе манипуляций я выявил, что воздух из бака подтравливал через штуцер, что также приводило к постепенному снижению давления. Такую возможность нужно иметь в виду.

Обязательно обратите внимание рабочее давление в системе. 

Как видно из фото, при температуре на выходе из котла 60 градусов, рабочее давление в системе составляет 1, 05 атм. Температура воды в обратке немного выше 40 градусов.

Выпуск воздуха и подкачку бака придётся выполнить несколько раз. Всё зависит от качества монтажа системы и, соответственно, наличия в ней воздуха.

Мне, например, пришлось это делать раз пять, с интервалом день-два. В итоге при открытых воздухоотводчиках воздух не идёт, только вода. На этом первую часть регулировки можно считать законченной.

Чтобы хоть как-то наглядно представить физическую сущность процессов настройки системы в рабочем режиме, посмотрим ещё раз на таблицу в тексте. Красным выделены начальные настройки. Зеленым цветом показано, что в процессе настрйки  мы фактически изменяем стартовые параметры, которые смещаются вправо (зелёная стрелка) и  которые примут какое-то промежуточное значение.

Следующая регулировка связана с окончательной настройкой  рабочего давления в системе. В принципе, она может и не понадобиться, если вас всё устраивает. Если вы используете, как в моём случае, российский котёл, то допустимый рабочий диапазон давления очень маленький. Поэтому, если при максимальном нагреве котла рабочее давление в системе будет превышать допустимое, то потребуется его снизить. Это можно сделать экспериментальным путём. Я, например, рабочее давление в системе установил равным  0,9 атм при температуре воды в котле 60 гр. Это было сделано только для того, чтобы иметь «запас» по допустимому давлению при работе котла  при максимальной температуре равной 95 градусов. 

Нужно понимать, что полностью вывести воздух из системы не так просто, как кажется. Поэтому вполне возможно, что настройку придётся повторить через некоторое время. Для одной системы это придётся сделать через 2 – 3 месяца, для другой — может в следующий отопительный сезон. Самое главное, ни в коем случае нельзя добавлять воду из крана.

Ниже приведены параметры работы моей системы отопления, которых удалось добиться в результате настройки системы.

Рабочий цикл «нагрев – остывание»

(Измерения проводил при температуре «за бортом»  минус 23,7 оС, в доме — плюс 23,6 оС)

• Нагревание (от 40 оС до 60 оС), время нагревания —  20 мин.
• Остывание (от 60 оС до 40 оС), время остывания — 1 час 25 мин.
• Таким образом, длительность одного полного цикла составляет (1час 25 мин.+ 20 мин.) = 1 час 45 мин.
• При указанных параметрах, рабочее давление, в цикле (40-60-40), меняется на 0,1 атм (если точно - 0,07 атм).

Некоторые замечания

1. Настройка системы в вашем конкретном случае может занять большее время, чем у меня, так как многое зависит от конкретной реализации.  А в отдельных случаях, когда в системе имеются большие недочёты, процесс может затянуться на очень долгое время. Возможно, у вас даже не получится вообще добиться приемлемого результата без проведения дополнительных работ (например, изменения мест установки воздухоотводчиков, замены отдельных приборов и т. д.).

2. В моей системе котёл настроен на низкотемпературный режим работы (более 67 о С. вода не нагревается по определению). Это стало возможным благодаря тщательному утеплению дома. В случае большего перепада температур в котле диапазон давления в рабочем режиме системы может оказаться большим.

3. Очень часто в форумах задают вопрос о допустимых изменениях давления для котла. Критерием правильности работы системы отопления можно считать следующие параметры работы системы отопления:

• В нижней граничной точке (минимальная температура воды в котле) давление не должно опускаться ниже значения в таблице.
• При максимальной температуре воды в котле рабочее давление не должно превышать максимально допустимое давление (если выше, нужно дополнительно, повторно настраивать систему).

При выполнении этих система не будет приносить вам никаких хлопот.

diy.ru

www.imhodom.ru

Энциклопедия сантехника Профессиональный расчет систем водяного отопления. Расчет теплопотерь водяного контура.

Профессиональный расчет систем водяного отопления. Расчет теплопотерь водяного контура.

Купить программу

Система водяного отопления.

Я предлагаю свои методы расчета систем водяного отопления. Мои методы вы возможно не найдете в интернете. Потому что те, кто это понял, не будет делиться этими знаниями с другими. Да и высококлассные инженеры не будут на халяву, выкладывать свой хлеб.

Или данная информация, может быть изложена на не совсем доступном языке для Вас.

В этой статье я объясню на простом языке и постараюсь изложить все нюансы, касающиеся расчета и переноса тепла через водяные потоки. И данный процесс расчета будет, совсем упрощенный, не затрагивая лишних процессов и процедур.

По этим расчетам Вы легко сможете понять, из чего складывается весь процесс водяного отопления. Расчёт потребления тепла.

Вариант 1. Расчет радиаторов отопления. Рассмотрим теплопотери в радиаторном отоплении. Смотри изображение.

Вы задумывались над тем, с какой скоростью проходит вода в трубе? Или сколько литров проходит через ваш радиатор в час? И сколько же энергии потребляет ваш радиатор? Да и в каких единицах эту энергию тепла мерить?

Ниже я отвечу на эти вопросы! Будьте внимательны! Вы, возможно, получите новое представление и понимание данной темы!

Начнем с понимания теплоемкости.

Обладающий теплоемкостью материал – это материал обладающий способностью, накапливать в себе количество теплоты. В нашем случае это будет вода, которая имеет наибольшую величину теплоемкости. Имейте в виду, что если использовать незамерзающую жидкость для систем отопления, то эта незамерзающая жидкость будет иметь меньшую величину теплоемкости в отличие от чистой воды на разницу в пределах 20-30%. А это значит, что незамерзающая жидкость будет меньше переносить теплоту.

Теплоемкость – это отношение единицы количество теплоты на единицу температуры.

График теплоемкости:

Теплоемкость воды имеет феноменальный график теплоемкости. В районе около 36,6 °С, теплоемкость воды самая минимальная. Но эта разница не такая большая и на расчетах тепла не будет сильно влиять. И поэтому, среднюю величину теплоемкости, будем принимать за 4,2 кДж/(кг•°С).

Количество теплоты – это понятие стоит понимать интуитивно. Что тепло мы понимаем как тепловую энергию или можно понимать как термическую (Температурную) энергию.

Это во первых, а во вторых существует единица измерения, которая через отношения величин показывает из чего состоит данная величина.

Единица количества теплоты

Количество теплоты измеряется в калориях. Одна калория это количество теплоты затраченная для того, чтобы нагреть один грамм воды на один градус цельсия при атмосферном давлении (101325 Па). Везде пишут в Кельвинах и вы можете утверждать так же. Но скажу лишь то, что изменение на один градус цельсия, приведет разницу в один градус по Кельвину. Разница между Кельвина и Цельсия лишь в разнице сдвига на 273,15 единиц. То есть, °С=Кельвин-273,15 .

Если вода находится в неких других условиях, например при давлении в 30 атмосфер, то тут не стоит замарачиваться. Вода как и жидкость практически не сжимается. Если скажем на воду надавить 100 атмосфер, то объем самой воды уменьшиться на 0,5%. Также существует температурное расширение, которое тоже очень маленькое и практически не влияет на расчеты. Скажу лишь, если изменить температуру воды на 100 градусов цельсия, то объем воды измениться на 1,5%. Это в идеале для воды без воздуха. Для систем отопления такой расчет не идет, так как в системе отопления существуют в каждом радиаторе воздушная прослойка, что при нагреве воздуха приводит к расширению воздушных масс. Там рассчитывают расширение 10% от всего объема воды.

Также скажу еще то, что один литр воды весит один килограмм. Это означает, что масса воды в один килограмм соответствует одному литру воды в жидком состоянии.

Нам для нормального расчета не нужны тонкости в мельчайших цифрах. Температурное расширение очень маленькое. Разница при давлении хотя бы в 10 атмосфер тоже не значительное. Так что для расчета теплопотерь будем использовать средние показатели без лишних мелких расчетов. И Вы сможете вычислитель количества теплоты в любом конкретном случае.

P.S. Мельчайшие показатели, будете вводить в формулу, когда будете защищать докторскую диссертацию. :-)

Методика расчета отопления

1 калория = 4,1868 Дж.

1 Джоуль = 0,2388 калорий.

1 Калория = 0,001163 Ватт • час

1 кКалория = 1,163 Ватт • час

Приведем грубый пример с электрочайником: Если представить, что чайник потребляет 0,001163 ватт, и налить туда один грамм и включить, то нагреет он воду за один час и всего на один градус.

Сделав некоторые, превращения получаем: Чтобы изменить 1 литр воды на один градус требуется 1,163 Ватт • час.

А сейчас задача из реального примера:

Решение: Разница температур достигает 90 °С.

( (1,163 • 90) / 1800 ) • 60 = 3,489 минут.

Реальные результаты могут отличиться на 5-10%, тут еще есть фактор потери тепла в окружающую среду и потеря полезной энергии в сети 220 В. Также рассеивание электричества через магнитные поля и многое другое. Можете сами проверить…

Также я проверял, расход электрического водонагревателя на практике, ошибся всего на 5 процентов. Но это стоит того! Значит расчет верный, и цифры внушают доверие.

И так вернемся к этому изображению:

Если мы знаем расход воды в радиаторе и знаем температуры на подаче и на обратке, то мы легко можем посчитать, какое количество теплоты расходует данный радиатор.

Задача:

Решение: Переводим расход 5 литр/мин. = 300 литр/час.

Разница температур t = 75 – 65 = 10°С.

1,163 • 10 • 300 = 3489 Ватт • час.

Ответ: Радиатор теряет за один час времени 3489 Ватт. Или можно сказать радиатор при данных условиях потребляет 3,489 кВатт.

Очень важно при расчетах соблюдать единицы измерения! Константа 1,163 это измеряется Ватт • час. Соблюдайте время! Переводите минуты в часы, а кубометры или миллилитры в литры. Так как выше было описано, при воздействии 1,163 Ватт в течение одного часа нагревается один литр воды на один градус кельвина или цельсия.

Для тех, кто не знает. В одном кубическом метре 1000 литров. 1 м3 = 1000 литр.

Обратная задача:

По опыту скажу, что разница температур 10 секционного радиатора между подачей и обраткой будет равна от 10 до 20 °С.

Решение: Расход = 2000 / ( 1,163 • 20 ) = 85,98 литров / час.

Вариант 2. Как узнать, сколько Ватт тепла выдает котел? Расчет котлов отопления.

Ситуация аналогична расчету по радиаторному отоплению. Это просто! Смотрите, сколько качает циркуляционный насос. Измеряете температуру на подающей трубе и на трубе обратного потока. Подставляете в формулу и считаете!

Задача:

Решение: Переводим расход 20 литр/мин. = 1200 литр/час.

Разница температур t = 75 – 55 = 20°С.

1,163 • 20 • 1200 = 27912 Ватт • час.

Ответ: Котел выдает мощность 27,912 кВатт.

В будущих статьях обязательно рассмотрим обратные задачи, как считать теплопотери здания и как узнать, сколько мощности необходимо котлу.

Вариант 3. С теплым полом ситуация как с потерей тепла в радиаторном отоплении.

Что касается скорости потока в теплом поле, то вот формулы, которые помогут найти скорость.

Задача:

Решение: Внутренний диаметр трубы равен 12 мм переводим в метры. 0,012 м.

D = 0,012 м

S = π • r2 = π • (D/2)2 = 3,14 • ( 0,012/2 )2 = 0,00011304 мм2

Q = 5 л/мин = 0,0000833 м3/с

V = Q / S = 0,0000833 / 0,00011304 = 0,73 м/с.

Ответ: Средняя скорость потока составляет 0,73 м/с.

А используя знания из этой статьи, уже можно легко ответить на такие вопросы: С какой скоростью проходит вода в трубе? Сколько литров проходит через ваш радиатор в час? Сколько же энергии потребляет ваш радиатор?

Я надеюсь, данная статья Вам даст порцию мотивации на то, чтобы начать вести обязательные расчеты по системам водяного отопления. Если что не понятно, пишите в комментарии.

infobos.ru

Статьи

Расчет объема воды в системе отопления

Какой объем жидкости необходим в системе отопления при выбранной мощности котла? Как рассчитать объем теплоносителя?

Неправильно определенное количество теплоносителя приведет к неэкономичной и неэффективной работе системы отопления и, как следствие, к плохому прогреву помещения.

Грубый способ подсчета объема теплоносителя в системе отопления

Некоторые специалисты предлагают сделать расчет исходя из мощности котла: на 1 кВт мощности  15 л жидкости. Однако этот способ даже приблизительно не отражает количество воды в системе. От фактического оно может отличаться в несколько раз.

Как правильно определить объем теплоносителя в системе?

Для того, чтобы определить объем теплоносителя в системе отопления, необходимо суммировать объем жидкости в трубах, котле, радиаторах и расширительном баке:

V= V(трубы) +V(котла)+V(радиаторов)+V(расширительного бака)

Рассмотрим каждый пункт подробнее.

Трубы для водоснабжения

Объем жидкости в одном погонном метре трубы зависит от ее диаметра:

·  ø15 полдюймовка (G ½») — 0,18 л

·  ø20 три четверти дюйма (G ¾») — 0,3 л

·  ø25 дюйм (G 1,0″) — 0,5 л

·  ø32 дюйм с четвертью (G 1¼»)— 0,8 л

·  ø15 полтора дюйма (G 1½»)— 1,25 л

·  ø15 два дюйма (G 2,0″)— 1,97 л

Расчет количества секций радиатора

Для стальных панельных радиаторов:

1.  11 тип радиатора - 0,25 л на каждые 10 см

2.  22 тип радиатора - 0,5 л на каждые 10 см

Для секционных радиаторов:

1.  Алюминиевые радиаторы -  0,5 л на секцию.

2.  Биметалические радиаторы -  0,35 л на секцию

3.  Чугунные радиаторы – 1,0 л на секцию, (при использовании старых радиаторов, расход воды составляет 1,8 -2 л на секцию).

Количество воды в котле

Для напольных котлов, в зависимости от мощности и размера, объем воды колеблется в пределах 10-30 л.

Для настенных котлов объем жидкости составляет 3-6 л.

Размер расширительного бака

Для того, чтобы определить рабочий объем расширительного бака, необходимо знать весь объем системы отопления: объем отопительных приборов, котла и труб.

Объем расширительного бака находим по формуле:

V = (VL x E) / D,

где

Е - коэффициент расширения жидкости, %;

VL – емкость всей  расширительной системы;

D - эффективность расширительного бака.

От того, насколько правильно будет выполнен расчет объема воды в системе, зависит долговечность и беспрерывность работы системы отопления. 

www.fonditalgroup.com.ua

• 
  Как создать давление в котле
• 
  Что такое паровой котел определение
• 
  Котел пиролизный котел отзывы владельцев
• 
  Запчасти на котел газовый daewoo
• 
  Котел viessmann vitopend 100 одноконтурный
• 
  Одноконтурные газовые котлы vaillant настенные
• 
  Стабилизатор напряжения для котла протерм
• 
  Электродный котел для теплого пола
• 
  Подключение газового котла от баллонов
• 
  Котел электрический protherm скат 14
• 
  Котел baxi 24 fi инструкция