Гидравлический расчет системы отопления excel

Гидравлический расчет системы водяного отопления

Самый быстрый и простой способ сделать гидравлический расчет системы отопления – это онлайн калькулятор. Не имея узкопрофильного образования, даже не стоит пытаться выполнить расчет в таблице Excel. Покупать специальную программу за большие деньги, естественно, тоже бессмысленно. Совет таков: если хотите избежать проблем, то сразу обратитесь к хорошему специалисту, которых на самом деле не так уж и много, так что будьте внимательны.

Что такое гидравлический расчет

Принцип работы водяной системы отопления заключается в том, что по трубам и батареям циркулирует теплоноситель. Это жидкость (вода или антифриз) которая нагревается в котле и потом прогоняется по всему контуру циркуляционным насосом или благодаря силе гравитации.

Теплоноситель во время циркуляции встречает гидравлическое сопротивление. Кроме этого, жидкость немного останавливается из-за трения об стенки труб. Гидравлический расчет систем отопления выполняется для того, чтобы вычислить оптимальное значение сопротивления контура, при котором скорость теплоносителя будет в пределах нормы (2-3 м/с для герметичного контура). По заключению вычислений мы узнаем следующие ключевые параметры:

  • диаметр труб для контура;
  • мощность циркуляционного насоса;
  • количество оборотов для регулировки балансировочных клапанов на каждом радиаторе.

Независимо от того где выполнялся гидравлический расчет системы отопления, на онлайн калькуляторе или в Excel, его пользу сложно переоценить. Так как одним выстрелом мы убиваем двух зайцев: контур работает, как часы и нет перерасхода средств, ведь мы точно будем знать оптимальные параметры элементов системы.

Гидравлический расчет нужно делать только для больших систем отопления, которые обогревают дома с площадью от 200 м. кв. Для маленьких контуров это необязательно.

Специалисты делают гидравлический расчет системы отопления в Excel таблице. Это очень сложный процесс, который под силу далеко не всем людям с профильным образованием, не говоря уже о дилетантах. Нужно разбираться в теплотехнике, гидравлике, знать основы монтажа и многое другое. Получить эти знания можно только в высшем учебном заведении. Есть специализированные программы для гидравлического расчета системы отопления. Но опять же работать с ними могут только люди, имеющие профильное образование.

Зачем нужна аксонометрическая схема

Аксонометрическая схема – это трехмерный чертеж системы отопления. Сделать гидравлический расчет отопления без нее просто нереально. В чертеже указывается:

  • разводка труб;
  • места уменьшения диаметра труб;
  • размещение теплообменников и другого оборудования;
  • места установки трубопроводной арматуры;
  • объем батарей.

Для утепления часто используется Пенофол. Технические характеристики позволяют использовать его даже при высоких температурах, например, в парной.

О том, как правильно утеплить крышу гаража мы писали в этой статье.

От размера батарей зависит их тепловая мощность, которой должно хватить на обогрев каждого помещения. Чтобы подобрать радиаторы нужно знать теплопотери. Чем они больше, тем мощнее нужны теплообменники. Аксонометрия выполняется с соблюдением масштаба.

Методы гидравлического расчета

Как мы уже сказали, гидравлический расчет можно сделать на онлайн-калькуляторе, при помощи специальной программы или же в таблице Excel. Первый вариант подойдет даже для тех, кто ничего не понимает в теплотехнике и гидравлике. Естественно, что таким методом можно получить только приблизительные значения, использовать которые в больших и сложных проектах нельзя.

Программное обеспечение стоит очень дорого и покупать его на один раз смысла нет, а вот сделать таблицу в Excel можно без вложений. Выполнить расчет, можно используя разные формулы:

  • теоретической гидравлики;
  • СНИПа 2.04.02-84.

Но также может отличаться и метод вычислений: удельных потерь давления или характеристик сопротивления. Последний не может применяться для гравитационных систем с естественной циркуляцией теплоносителя. При монтаже маленьких двухтрубных контуров обогрева с принудительной циркуляцией достаточно придерживаться нескольких простых правил. Основные магистрали делаются из полипропиленовых труб с наружным диаметром 25 мм. Отводы к радиаторам выполняется из труб 20 мм. А о том, как подобрать насос мы писали здесь.

Пример гидравлического расчета в Excel

Сразу отметим, что ниже будет описан самый простой гидравлический расчет системы отопления. Пример расчета выполнен с использованием формул теоретической гидравлики для прямого трубопровода в горизонтальной плоскости длиною 100 м. Используется труба с наружным диаметром 108 мм, толщина стенки 4 мм.

Для вычислений нам потребуются следующие исходные данные:

  • расход воды;
  • температура подачи и обратки;
  • условный проход трубы;
  • длина контура;
  • шероховатость трубы;
  • общий коэффициент сопротивления.

На примере гидравлического расчета системы отопления нам надо определить три основных критерия – это потери давления на трение (ПДТр), потери давления на местных сопротивлениях (ПДМС) и потери давления в трубопроводе (ПДТп). Все значения должны быть в Паскалях (Па). Ниже представленные формулы будут рассчитываться в кг/см. кв. Чтобы перевести кг/см. кв в Паскали умножаем на 9,18 и на 10 тыс.

Перед утеплением погреба в гараже нужно сделать качественную гидроизоляцию от грунтовых вод.

Если нет возможности утеплиться снаружи, теплоизоляция гаража укладывается изнутри. Далее тут.

Для вычисления ПДТр нам нужно характеристику гидравлического сопротивления умножить на дельту температур теплоносителя. Для расчета ПДМС нужно среднюю плотность воды умножить на ПДТр, коэффициент гидравлического трения и на 1 тыс. Затем полученное значение делим на 2, потом на 9,18 и на 10 тыс. Потери давления в трубопроводе вычисляются суммированием ПДТр и ПДТп.

Итоги

Чтобы сделать гидравлический расчет системы отопления используют программу, онлайн-калькулятор или таблицу Excel. На примере мы показали, что для человека без профильного образования сделать правильные вычисления невозможно. Поэтому лучший вариант – это заказать его у специалиста. Если дом маленьких, то расчет не нужен.

Расчёт системы отопления

Страница 1 из 212>
24.01.2008, 21:23#1
MegaPascal
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от MegaPascal

30.01.2008, 12:28#2

я тоже не отопленец, однако, видел интересное решение в аналогичном доме, площадью около 70 мкв: стальная труба примерно 79мм по периметру отапливаемой территории с уклоном около 0,01, с небольшой отводкой с расширительным бачком (можете поставить и вантуз, чтобы усложнить заход кислорода в систему) и краном для слива воды из системы. а вот мощность котла не помню.

плюсы: -насос почти наверняка и в вашем случае не потребуется;
-при правильной сварке система почти вечная;
-всё равно, какая будет по чистоте вода;
-давление в системе будет низким- если что, есть возможность
успеть отключить дешёвый котёл;
-относительно низкая температура в системе- лучше
используется КПД котла и топлива;
-равномерный прогрев по “холодному контуру”! (а это очень
важно в деревянном доме);
минусы: -сложность монтажа (особенно если пытаться сэкономить
на трубах);
-сложность замены отдельных элементов;
-если где-то линейная длина больше 20м (точно не помню)-
сложно учесть расширение трубы;
-сложно обыграть в дизайне дома;
-если смонтировано неправильно или плохие трубы, то сложно
исправить;

31.01.2008, 12:50#3

MegaPascal
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от MegaPascal

31.01.2008, 14:15#4

Thượng Tá Quân Đội Nhân Dân Việt Nam

Чтобы посоветовать что-то конкретное, надо видеть хотя бы план дома, да знать высоту. Ну и теплопотери, ели уж подсчитаны.

А если в общем, то:

1. Сконструируете и сделаете самостоятельно систему отопления спокойно, особенно если не будете слушать никаких “менеджеров”.

2. Система с естественной циркуляцией может прекрасно работать. Только диаметры труб будут побольше. Очень грубо (не зная нагрузки) – выход из котда Ду 50, подводки к радиаторам – Ду 25. Можно и 20, но тут надо смотреть план.

3. Обязательно простейший расширительный бачок на выходе. Через него можно хоть ковшом пополнять систему.

4. Никакой запорной арматуры.

5. Самое главное – для циркуляции надо обеспечить, чтобы центр нагрева (котел) был ниже центра охлаждения. А это достигается или при размещении котла в подвале, или приямком. С газовым котлом это все сложнее. Тут надо еще учитывать и охлаждение в трубах.

6. Если хотите радиаторы, то ставьте именно чугунные МС-140 (эти без ребер), а МС-140-АО с ребрами. Они неказистые, зато вечные. Не покупайтесь на алюминиевые.

Сколько ставить – определить несложно, если есть теплопотери, а практически, даже не видя потерь – “сколько войдет”. 10-12 секций на окно. Регулировать-то будете котлом.

7. Не покупайтесь на всякие регуляторы с термостатами – они вам не нужны.

8. Не отбрасывайте самый простой и абсолютно надежный вариант с гладкой трубой по бифилярной схеме – две трубы Ду 100 по всему периметру, в верхнюю из котла заходит вода, проходит до конца и возвращается в котел. Никаких подводок, стояков, разводки под потолком. На таких системах вся Россия за пределами столиц и городов сидит.

И, конечно, можно начитаться всяких современных книжек. Там разведут по полной программе – не меньше десятка позиций арматуры, насос, тьма фитингов и прочего.

Вот на безопасность газового котла не скупитесь.

31.01.2008, 23:34#5

31.01.2008, 23:38#6

02.02.2008, 00:14#7

02.02.2008, 23:20#8

Вложения


DWG 2007
дом в Ярково.dwg (305.2 Кб, 9990 просмотров)
Расчёт системы отопления.doc (213.5 Кб, 3423 просмотров)
Таблица теплопотерь.rar (5.9 Кб, 1908 просмотров)
MegaPascal
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от MegaPascal

03.02.2008, 07:57#9

03.02.2008, 10:19#10

MegaPascal
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от MegaPascal

03.02.2008, 18:16#11

Thượng Tá Quân Đội Nhân Dân Việt Nam

Хороший дом. И очень хорошая планировка для проектирования отопления. Расчеты тоже нормально сделаны.

При такой планировке можно сделать множество вариантов. Вот что точно надо – опускать пониже пол помещения котельной. Радиаторы МС-140 можно устанавливать из расчета номинального теплового потока на секцию 185 вт. Округляйте количество секций в большую сторону.

Размещение радиаторов и разводку желательно делать с учетом предполагаемой расстановки мебели. Совсем необязательно в таком доме размещать радиаторы именно под окнами и под каждым. Под окнами высота ограничивается подоконнником, центр охлаждения ниже. Для увеличения общего центра охлаждения придется делать верхнюю разводку большим диаметром. Если высота 2500, с учетом толщины бревен разводку надо будет примерно на 2200 делать, а это низко. Можно проработать установку радиаторов на внутренних стенах и в простенках – тут все зависит от мебели и прочего.

Сейчас вполне возможно сделать и комбинированную систему – естественная циркуляция и дополнительный однофазный насосик, включаемый на отдельные периоды. Или даже вообще насосную систему – тогда проблем с конструкцией системы отопления вообще никакой не будет – можно сделать просто и красиво. Если топливо газ, то здесь нет необходимости делать прерывистую работу системы, увеличивать емкость и прочее.

11.02.2008, 15:49#12

Вложения


DWG 2007
дом в Ярково.dwg (331.4 Кб, 8994 просмотров)
Таблица теплопотерь.rar (20.5 Кб, 855 просмотров)
MegaPascal
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от MegaPascal

11.02.2008, 21:21#13

11.02.2008, 21:30#14

MegaPascal
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от MegaPascal

12.02.2008, 20:32#15

12.02.2008, 20:59#16

MegaPascal
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от MegaPascal

13.02.2008, 01:23#17

13.02.2008, 06:44#18

Thượng Tá Quân Đội Nhân Dân Việt Nam

Дом делается для себя? Тогда не зацикливайтесь на СНиП в части каких-то формальных требований. Но учитывайте опыт конструирования. Проверят будет не экспертиза (на предмет удешевления), а жизнь.

1. Расчетная температура. Мало ли что в СНиП напишут. Да, для расчета принимается средняя температура самой холодной пятидневки. Так договорились ученые и политики. И в масштабах страны это правильно. А для своего дома можно принять любую. Только представлять последствия – будет холоднее на улице, будет и холоднее дома. И жаловаться будет некому.

Внутренняя температура. А кто мешает принять ее выше? Не +20, а например, +23? “Некоторые любят погорячее”. При завышении разницы температур будет больше радиаторов, запас, так сказать. Но в своем доме можно регулировать работой котла. Зато больше гарантий на худшие условия. Обычный баланс между стоимостью и надежностью, но для своего дома он может быть иной, чем для массовой застройки.

Добавки к теплопотерям на “страны света”. Во многих местностях зимой дуют южные и юго-западные ветра. А на этих сторонах добавок по СНиП нет. Но для своего дома можно сделать конкретней, может не на С добавлять, а наоборот, на Ю. Надо бы разузнать зимнюю розу ветров.

2. Схема системы. Показанная развертка не совсем понятна. Вроде бы делаете одну длинную ветку по всему периметру. Разделите лучше на две почти симметричных, по осям 1 и 3. Планировка это позволяет, расход по кажлой из веток уменьшится в 2 раза, потери в магистралях уменьшатся в 4 раза. А для гравитационной системы это важно – напор-то создается только за счет разницы отметок средневзвешенных центров нагрева и охлаждения.

Не скупитесь на любые меры по утеплению, по повышению массивности дома, хотя в расчетах эти “копейки” учитывать не обязательно.

Сделайте ветки Ду 50 постоянного диаметра, подводки к стоякам 25 и все заработает. Завышение диаметра веток не столь из-за гидравлики (можно и меньше), сколько для поднятия центра охлаждения. Уклон веток от котла.

Расширительный бак установите не на обратной трубе, а на подающей. В гравитационной системе он будет атмосферного типа, через него и воздух будет выходить.

Участки стены за радиаторами сделайте с дополнительным утеплением – слой мм 10 хорошего утеплителя типа пенопласта или того, что есть в магазинах. Даст большую экономию.

Как провести гидравлические расчеты системы отопления?

Обеспечить бесперебойную работу отопительной системы помогут правильно выполненные гидравлические расчеты еще на стадии ее проектирования. Они позволят узнать точные расходы по каждому из элементов цепи, а в идеале помогут минимизировать расходы на ремонт труб, их эксплуатацию и энергозатраты. При этом отопительный контур должен стабильно и бесшумно работать.

Зачем нужен гидравлический расчет?

При гидравлическом расчете находятся решения следующих важных задач:

  • Вычислить потери напора на определенных участках отопительного контура.
  • Определить оптимальный диаметр труб, используемых для прокладки отопления на основании рекомендованной скорости движения теплоносителя.
  • Рассчитать теплопотери и значение минимального давления в системе.
  • Правильно выполнить увязку параллельных гидравлических ветвей и вмонтированных в них приборов. Она будет проводиться с использованием регулирующей арматуры.

Исходя из важности данных задач, необходимо уделить расчетам максимальное внимание.

Алгоритм проведения расчетов

Чтобы провести полный гидравлический расчет системы, вначале нужно пройти несколько этапов:

  • Установить тепловой баланс для каждого конкретного помещения.
  • Выбрать и установить отопительные приборы по всему периметру здания или только в той его части, где расположены отапливаемые помещения.
  • Проработать окончательную аксонометрическую схему с указанием длин тепловых расчетных участков и нагрузок на отопительную магистраль.
  • Установить замкнутый контур системы, который будет заключительным звеном последовательно расположенных участков трубопровода. В двухтрубной системе они идут от источника тепла к самому отдаленному отопительному прибору, а в однотрубной – к приборной ветке-стояку.
  • Принять окончательные решения по месту установки всех источников тепла, трубопроводов, запорной и регулирующей арматуры.

После выполнения гидравлического расчета производится вычисление:

  • потерь давления на определенных участках теплосети;
  • диаметра трубы и пропускной способности;
  • потери давления в общей системе;
  • оптимального расхода теплоносителя.

По их результатам можно подобрать нужный насос.

Гидравлический расчет трубы

Эффективность отопительной системы во многом зависит от правильности выбранного диаметра труб, при этом можно ориентироваться на приведенные ниже показатели.

Для металлопластиковых труб:

  • D16 мм – пределы мощности варьируются от 2,8 до 4,5 кВт;
  • D20 мм – значения могут быть от 5 до 8 кВт;
  • D26 мм – от 8 до 13 кВт;
  • D32 мм – 13-18 кВт.

Для полипропиленовых труб:

  • D20 мм – значение мощности составляет от 4 до 7 кВт;
  • D25 мм – от 6 до 11 кВт;
  • D32 мм – от 10 до 18 кВт;
  • D40 мм – пределы варьируются от 16 до 28 кВт.

Нумерация расчетных участков трубопровода начинается от источника тепла. Узловые точки, расположенные в местах трубопровода, обозначаются заглавными буквами, но на сборных трубопроводах их указывают со штрихом. На распределительных приборных ветках такие узлы обозначаются арабскими цифрами. Длины расчетных трубопроводов определяются по планам отопления, выполненным в масштабе. Они идут с точностью в 0,1 метр.

Расчет расхода теплоносителя

Задействованный объем теплоносителя, который имеется в радиаторах и трубах, должен обеспечивать нормальную температуру внутри дома, невзирая на то, какая погода будет за его стенами.

Она вычисляется по формуле:

  • Q – общая мощность отопительной системы, кВт;
  • Cp – показатель удельной теплоемкости воды, ее обычно принимают равной 4,19 кДж/(кг «умножить на» градус по Цельсию);
  • Р delta t – температурная разница на входе и выходе системы, для расчета которой берется «обратка» и подача котла.

По приведенной формуле можно рассчитать расход жидкости в системе на любом участке трубопровода. Разбивание трубы на участки для вычислений происходит между тройниками или до редукции.

Гидравлический расчет скорости теплоносителя

Важный показатель, который также рассчитывается на всех участках трубы до момента подключения к радиатору. Скорость движения жидкости вычисляется по формуле:

  • V – скорость прохождения теплоносителя по трубам, м/с;
  • m – потер теплоносителя на определенном участке трубы, кг/с;
  • p – плотность воды, кг/куб. м (она берется, как 1000 кг/куб. м);
  • f – площадь трубы в поперечном сечении, кв. м.

Последнее значение находится по формуле:

Гидравлический расчет напора

Теплоноситель, протекая по замкнутому контуру, преодолевает определенное гидравлическое сопротивление, чем оно больше, тем мощнее нужно покупать насос. Так, без его расчета невозможно правильно выбрать насос. Так, без его расчета невозможно правильно выбрать насос.

Расчет местных сопротивлений

Они приходятся на места соединения труб с фитингами, запорной арматурой или отопительным оборудованием. Потери напора в этом случае рассчитывается по формуле:

Вычисление потерь давления в контуре

При вычислениях учитывается и «обратка», и подача. Формула выглядит следующим образом:

  • delta P p – расход давления в системе, Па;
  • R – удельный расход на трение во внутренней части трубы, Па/м (его значение указывается производителем);
  • L – длина расчетного отрезка трубопровода, м.

После всех вычислений нужно просуммировать сопротивление всех участков трубопровода и провести сравнение с контрольными значениями. Чтобы выбранный насос смог обеспечить теплом все радиаторы нужно, чтобы снижение давления на самом длинном участке трубопровода не превышала 20 тыс. Па.

Проведение гидравлических расчетов в Excel

Существует несколько профессиональных и любительских программ, которые после введения формул помогают вычислять все нужные параметры. Самой популярной является Excel. В ней нет расшифровки формул, поэтому их нужно изучить заранее, чтобы затем только подставлять нужные значения.

Чтобы выполнить расчеты в Excel нужно заранее подготовить последовательность действий и подобрать нужные формулы.

Примерное заполнение табличных полей этой программы выглядит следующим образом:

  • Выполняется таблица с названиями показателей, их величиной и единицей выражения.
  • Вводятся данные для расчета, некоторые из которых берутся из справочников, другие задаются исходя из опыта или характеристик оборудования.
  • Вводятся формулы и алгоритмы вычисления.

Все расчеты программа вычисляет самостоятельно. В конце выдает суммарный результат. Наглядно увидеть примеры расчета с помощью Excel предлагаем на фото:

Внизу предоставлено видео, на котором рассказано как провести гидравлический расчет теплосети по каждому определенному параметру в программе ZuluNetTools с последующей перегонкой результатов в таблицы Excel:

Особенности выполнения вычислений в одно- и двухтрубной системе

Если в двухтрубной схеме осуществляется попутное движение теплоносителя, то для проведения расчетов выбирается кольцо с более нагруженным стояком, которое завязано через нижний радиатор, а в однотрубной системе выбирается кольцо с самым сильно нагруженным стояком.

Если используется тупиковое движение горячей воды, то для двухтрубной схемы берется кольцо нижней батареи, вмонтированной в самый дальний стояк. При горизонтальном виде разводки применяется самая загруженная ветка надподвального этажа.

Видео: Первый самостоятельный гидравлический расчет

В следующем видео предлагается узнать, в чем принцип подобных расчетов, а также как же можно их провести с помощью специальной программы Valtec, Excel или обычных математических подсчетов:


Делаем гидравлический расчет системы отопления с помощью программ, готовых форм Excel и самостоятельно

Для эффективной работы системы отопления необходимо выполнить несколько условий – правильно подобрать комплектующие и сделать расчет. От корректного вычисления параметров системы зависит ее КПД и равномерное распределение тепла. Как сделать гидравлический расчет системы отопления – примеры, программы помогут выполнить эти вычисления.

Назначение гидравлического расчета отопления

При работе любой системы теплоснабжения неизбежно возникает гидравлическое сопротивление при движении теплоносителя. Для учета этого параметра необходим гидравлический расчет двухтрубной системы отопления. Его суть заключается в правильном выборе компонентов системы с учетом их эксплуатационных качеств.

Фактически гидравлический расчет систем водяного отопления представляет собой сложную процедуру, во время выполнения которой учитываются все тонкости и нюансы. На первом этапе следует определиться с требуемой мощностью отопления, выбрать оптимальную схему разводки трубопроводов, а также тепловой режим работы. На основе этих данных делается гидравлический расчет системы отопления в Excel или специализированной программе. Итогом вычислений должны стать следующие параметры водяного теплоснабжения:

  • Оптимальный диаметр трубопровода. Исходя из этого можно узнать их пропускную способность, тепловые потери. С учетом выбора материала изготовления будет известно сопротивление воды о внутреннюю поверхность магистрали;
  • Потери давления и напора на определенных участках системы. Пример гидравлического расчета системы отопления позволит заранее продумать механизмы для их компенсации;
  • Расход воды;
  • Требуемую мощность насосного оборудования. Актуально для закрытых систем с принудительной циркуляцией.

На первый взгляд гидравлическое сопротивление системы отопления сложно. Однако достаточно немного вникнуть в суть вычислений и потом можно будет их сделать самостоятельно.

Для теплоснабжения небольшого дома или квартиры также рекомендуется выполнять расчет гидравлического сопротивления системы отопления.

Порядок расчета гидравлических параметров отопления

На первом этапе вычисления параметров системы отопления следует составить предварительную схему, на которой указывается расположение всех компонентов. Таким образом определяется общая протяженность магистралей, рассчитывается количество радиаторов, объем воды, а также характеристики отопительных приборов.

Как сделать гидравлический расчет отопления, не имея опыта подобных вычислений? Следует помнить, что для автономного теплоснабжения важно правильно подобрать диаметр труб. Именно с выполнения этого этапа и следует начать вычисления.

Лучше всего сделать схему отопления на уже готовом плане дома. Это позволит правильно рассчитать расход материала и определиться с его количеством для обустройства системы.

Определение оптимального диаметра труб

Самый упрощенный гидравлический расчет системы отопления включает в себя только вычисление сечения трубопроводов. Нередко при проектировании небольших систем обходятся и без него. Для этого берут следующие параметры диаметров труб в зависимости от типа теплоснабжения:

  • Открытая схема с гравитационной циркуляцией. Трубы диаметром от 30 до 40 мм. Такое большего сечение необходимо для уменьшения потерь при трении воды о внутреннюю поверхность магистралей;
  • Закрытая система с принудительной циркуляцией. Сечение трубопроводов варьируется от 8 до 24 мм. Чем оно меньше, тем больше давление будет в системе и соответственно – уменьшится общий объем теплоносителя. Но при этом возрастут гидравлические потери.

Если в наличии есть специализированная программа для гидравлического расчета системы отопления – достаточно заполнить данные о технических характеристиках котла и перенести отопительную схему. Программный комплект определит оптимальный диаметр труб.

Полученные данные можно проверить самостоятельно. Порядок выполнения гидравлического расчета двухтрубной системы отопления вручную при вычислении диаметра трубопроводов заключается в вычислении следующих параметров:

  • V – скорость движения воды. Она должна быть в пределах от 0,3- до 0,6 м/с. Определятся производительностью насосного оборудования;
  • Q – тепловой поток. Это отношение количества тепла, проходящего за определенный промежуток времени – 1 секунду;
  • G – расход воды. Измеряется в кг/час. Напрямую зависит от диаметра трубопровода.

В дальнейшем для выполнения гидравлического расчета систем водяного отопления понадобиться узнать общий объем отапливаемого помещения – м³. Предположим, что это значение для одной комнаты равно 50 м³. Зная мощность котла отопления (24 кВт) вычисляем итоговый тепловой поток:

Q=50/24=2,083 кВт

Затем для выбора оптимального диаметра труб нужно воспользоваться данными таблицы, составленными при выполнении гидравлического расчета системы отопления в Excel.

В этом случае оптимальный внутренний диаметр трубы на конкретном участке системы составит 10 мм.

В дальнейшем для выполнения примера гидравлического расчета системы отопления можно узнать ориентировочный расход воды, который засвистит от диаметра трубы.

Производители полимерных труб указывают внешний диаметр. Поэтому для корректного расчета гидравлического сопротивления системы отопления следует отнять две толщины стенки магистралей.

Учет местных сопротивлений в магистрали

Не менее важным этапом является расчет гидравлического сопротивления отопительной системы на каждом участке магистрали. Для этого вся схема теплоснабжения условно разделяется на несколько зон. Лучше всего сделать вычисления для каждой комнаты в доме.

В качестве исходных данных для внесения в программу для гидравлического расчета системы отопления понадобятся следующие величины:

  • Протяженность трубы на участке, м.п;
  • Диаметр магистрали. Порядок вычислений описан выше;
  • Требуемая скорость теплоносителя. Также зависит от диаметра трубы и мощности циркуляционного насоса;
  • Справочные данные, характерные для каждого типа материала изготовления – коэффициент трения (λ), потери на трении (ΔР);
  • Плотность воды при температуре +80°С составит 971,8 кг/м³.

При проведении этой работы нужно помнить, что чем меньше выбранный участок отопления, тем точнее будут данные общих параметров системы. Так как сделать гидравлический расчет теплоснабжения с первого раза будет затруднительно – рекомендуется провести ряд вычислений для определенного промежутка трубопровода. Желательно, чтобы в нем было как можно меньше дополнительных приборов – радиаторов, запорной арматуры и т.д.

Для проверки гидравлического расчета двухтрубной отопительной системы нужно выполнить его в нескольких разных программах или дополнительно ручным способом самостоятельно.

Обзор программ для гидравлических вычислений

По сути любой гидравлический расчет систем водяного теплоснабжения является сложной инженерной задачей. Для ее решения были разработаны ряд программных комплексов, которые упрощают выполнение этой процедуры.

Можно попытаться сделать гидравлический расчет системы отопления в оболочке Excel, воспользовавшись уже готовыми формулами. Но при этом возможно возникновение следующих проблем:

  • Большая погрешность. В большинстве случаев в качестве примера гидравлического расчета отопительной системы берутся однотрубная или двухтрубная схемы. Найти подобные вычисления для коллекторной проблематично;
  • Для правильного учета гидравлического сопротивления трубопровода необходимы справочные данные, которые отсутствуют в форме. Их нужно искать и вводить дополнительно.

Учитывая эти факторы, специалисты рекомендуют использовать программы для расчета. Большинство из них платные, но некоторые имеют демоверсию с ограниченными возможностями.

Oventrop CO

Самая простая и понятная программа для гидравлического расчета системы теплоснабжения. Интуитивный интерфейс и гибкая настройка помогут быстро разобраться с нюансами ввода данных. Небольшие проблемы могут возникнуть при первичной настройке комплекса. Необходимо будет ввести все параметры системы, начиная от материала изготовления труб и заканчивая расположением нагревательных элементов.

HERZ C.O.

Характеризуется гибкостью настроек, возможностью делать упрощенный гидравлический расчет отопления как для новой системы теплоснабжения, так и для модернизации старой. Отличается от аналогов удобным графическим интерфейсом.

Instal-Therm HCR

Программный комплекс рассчитан для профессионального гидравлического сопротивления системы теплоснабжения. Бесплатная версия имеет множество ограничений. Область применения – проектирование отопления в больших общественных и производственных зданиях.

На практике для автономного теплоснабжения частных домов и квартир гидравлический расчет выполняется не всегда. Однако это может привести к ухудшению работы системы отопления и быстрому выходу из строя его элементов – радиаторов, труб и котла. Что избежать этого нужно своевременно рассчитать параметры системы и сравнить их с фактическими для дальнейшей оптимизации работы отопления.

Пример гидравлического расчета системы отопления:

Как правильно сделать гидравлический расчет системы отопления

Для выполнения гидравлического расчета системы отопления нужно иметь соответствующие знания Экономия тепла в жилище во многом зависит от грамотного расчета гидравлики, ее правильного монтажа, а также использования. Все элементы обогревающей системы (котел, теплопроводные трубы и радиаторы, отдающие тепло) должны быть связаны между собой так, чтобы сохранялись исходные параметры системы, независимо оттого, какое время года за окном и какие оказываются нагрузки.

Что обозначает расчет гидравлики и зачем он нужен

Сделать гидравлический расчет отопления – это значит правильно подобрать параметры определенных участков сети с учетом давления, чтобы по ним осуществлялся определенный расход теплоносителя.

Этот расчет дает возможность определить:

  • Потери давления на различных участках сети;
  • Пропускную способность трубопровода;
  • Оптимальный расход жидкости;
  • Необходимые показатели для выполнения гидравлической увязки.

Совмещая все полученные данные можно подобрать отопительные насосы.

Главная цель расчета гидравлики – обеспечение соответствия посчитанных расходов источника тепла с фактическими.

Количество попадающего в радиаторы источника тепла должно быть таким, чтобы получился обогревающий баланс внутри здания с учетом уличной температуры и температуры, заданной пользователем для каждой комнаты в отдельности.

Выполнив гидравлический расчет, можно улучшить функционирование системы отопления

Если отопление автономное, можно использовать такие методы расчета:

  • Используя характеристики сопротивления и проводимости;
  • По удельным расходам;
  • Путем сравнивания динамического давления;
  • По различным длинам, приведенным к одному показателю.

Расчет гидравлики – один из важнейших этапов при разработке систем отопления с жидким теплоносителем.

Прежде чем приступить к его осуществлению необходимо:

  • Определить баланс тепла в необходимых помещениях;
  • Выбрать тип приборов отопления и разместить их на чертежах здания;
  • Решить вопросы по конфигурации обогревательной системы, а также по видам применяемых труб и арматуры;
  • Начертить схему системы отопления, где будут видны номера, нагрузки и длины необходимых участков;
  • Определить основное циркуляционное кольцо, по которому движется теплоноситель.

Обычно для зданий с малым количеством этажей применятся двухтрубная отопительная система, а для построек с большой этажностью – однотрубная.

Автоматизированный гидравлический расчет системы отопления Excel

Чтобы было удобнее делать гидравлические расчеты, можно воспользоваться различными компьютерными программами, позволяющими выполнять точные вычисления. Одной из самых таких популярных программ считается Excel.

Также можно рассчитать гидравлику с помощью онлайн-вычислений в CombiMix 1.0. Существуют даже специальные онлайн-калькуляторы, помогающие выполнить гидравлический расчет.

Кстати, если вы не знаете основ гидравлики, то сделать вам это будет трудно, даже в компьютерных программах. Это связано с тем, что в некоторых из них нет расшифровок формул и вычислений сопротивления в особо сложных цепочках.

Нюансы некоторых программ:

  • OvertopCO и DanfossCO могут вести расчеты систем с естественной циркуляцией;
  • HERZ C.O. 3.5 – работает по способу расчета удельных потерь давления;
  • Potok – отлично справляется с расчетами по изменяющимся перепадам температур по стоякам.

При вводе температурных данных нужно обязательно уточнять – по Цельсию идет вычисление или по Кельвину.

Что касается работы в Excel, то использовать электронные таблицы очень удобно. Нужно просто знать поочередность действий и точные вычислительные формулы. Вначале выбирается нужная ячейка, в которую вводятся данные. Дальнейший расчет происходит путем автоматического применения формул.

Для выполнения гидравлического расчета системы отопления можно применять специальные компьютерные программы

Например, для того, чтобы посчитать диаметр труб, нам нужно знать:

  • Разницу между горячим и холодным источником тепла для двухтрубной системы или расход жидкости для однотрубной;
  • Скорость движения источника тепла и его потока;
  • Плотность жидкости и параметры исследуемых участков (их длина в метрах и число находящихся там приборов).

Для расчета размеров труб внутри каждого участка как раз удобно пользоваться экселевскими таблицами.

Как вычислить гидравлическое сопротивление системы отопления

Чтобы решить из какого материала брать трубы, нужно узнать сопротивление гидравлики на всех участках системы обогрева и сравнить его.

Сопротивление может возникать в самой трубе из-за ее поворотов, сужений или расширений, а также в соединениях между шаровыми кранами, тройниками или балансирующими приборами.

Расчетным участком обычно считается труба с неменяющимся расходом жидкости, равным запланированному балансу тепла помещения.

Для расчета потерь берутся следующие данные, учитывая сопротивление арматуры:

  • Диаметр и длина трубы на нужном участке;
  • Параметры регулировочной арматуры от фирмы-производителя;
  • Скорость, с которой движется теплоноситель;
  • Шероховатость трубопровода и толщина его стенок;
  • Данные из справочника: потери трения и его коэффициент, плотность жидкости.

Если нужно самостоятельно вычислить удельные потери трения нужно знать внешний диаметр трубы, толщину ее стенки и скорость, с которой подается жидкость.

Чтобы найти гидравлическое сопротивление на одном участке, можно воспользоваться формулой Дарси-Вейсбаха:

Гидравлика системы отопления и ее увязка

Балансирование перепадов давления в системе отопления осуществляется с помощью запорной и регулировочной арматуры.

Перед тем как пользоваться гидравликой системы отопления, нужно изучить принцип ее работы

Увязка гидравлики рассчитывается исходя из:

  • Параметров труб по динамическому сопротивлению;
  • Технических свойств арматуры;
  • Общего расхода источника тепла;
  • Количестваимеющихся сопротивлений на расчетном участке.

Здесь нужно иметь в виду, что способность пропускать, давленческие перепады и крепления определяются для клапанов по отдельности. Именно по этим характеристикам вычисляются коэффициенты попадания источника тепла в каждый стояк, а затем в радиаторы.

Отсутствие гидравлической увязки в отопительной системе может привести к тому, что в некоторых помещениях будет очень сложно достичь нужной температуры.

Сопротивление гидравлики в основном циркуляционном кольце равно сумме потерь местных систем, первичного контура, теплообменника и теплогенератора.

Гидравлический расчет системы отопления (видео)

Выполняя гидравлический расчет, вы делаете отопительную систему более совершенной, правильно подбирая ее параметры таким образом, чтобы в любую погоду, при любых нагрузках расход источника тепла не превышал заданные нормы.

Выполнение гидравлического расчета системы отопления

В многоквартирных домах большей части областей Российского государства, как правило, используется центральное теплоснабжение, однако с недавних пор стали набирать популярность системы автономного отопления. Как для первого, так и для второго случая требуется проведение гидравлического расчета системы отопления.

Практической целью расчета гидравлики системы отопления является обеспечение совпадения расхода в элементах схемы с расходом фактическим. Объем теплоносителя, попадающего в отопительные приборы, должен сформировать определенный температурный режим внутри частного дома, учитывая наружные температуры и заданные заказчиком для каждой комнаты, согласно ее функциональному назначению.

Для корректного проведения гидравлического расчета отопления потребуется изучить основную терминологию, чтобы лучше понять происходящие процессы в пределах системы. К примеру, увеличение скорости нагретой рабочей жидкости может спровоцировать параллельное увеличение гидросопротивления в магистралях трубопровода. Измеряется сопротивление системы отопления в метрах водного столба.

Большинство классических схем теплоснабжения состоит из следующих обязательных элементов:

  1. 1. теплогенератора;
  2. 2. магистрального трубопровода;
  3. 3. отопительных элементов (регистров или радиаторов);
  4. 4. гидравлической арматуры (запорной и регулировочной).

С помощью регулировочной арматуры проводится увязка отопительной системы. Каждому элементу присуща своя индивидуальная техническая характеристика, которая используется для гидравлического расчета системы отопления. Онлайн-калькулятор или таблица excel с формулами и алгоритмами вычислений смогут в значительной степени упростить эту задачу. Эти программы предоставляются абсолютно бесплатно и никак не повлияют на бюджет проекта.

Чтобы рассчитать гидравлику отопительной системы, понадобится информация по тепловому расчету и аксонометрической схеме. Для подбора сечения труб используются целесообразные, с экономической точки зрения, итоговые данные теплорасчета:

  1. 1.
    Читайте также:  Формула расчета гкал по отоплению
Ссылка на основную публикацию