Тепловой и гидравлический расчет теплого пола.


Полезная информация о том, что собой представляет распределительная гребенка системы отопления, зачем она нужна в отопительной схеме. Советы по выбору и монтажу.

Введите данные в онлайн калькулятор для расчёта

ПРИМЕЧАНИЕ.1 – Кладка в один кирпич и много окон. 2 – Стандартная кирпичная постройка без утепления. 3 – Кирпичная постройка, двустороннее утепление, установка современных окон (стекло пакетов) и дверей.

Перед использованием калькулятора прочтите инструкцию.

Рассчитанную тепловую мощность рекомендуется увеличить на 20% для покрытия неучтенных обстоятельств, что и предусмотрено в предлагаемом расчёте. Для того, чтобы система водяного отопления правильно функционировала, необходимо обеспечить нужную скорость теплоносителя в системе.

  • Скорости продвижения воды в трубопроводах рекомендуется в пределах от 0,3 до 1.5 м/сек;
  • при скорости меньшей 0.3 м/сек в системе могут появляться воздушные пробки;
  • при скорости большей 1.5 м/сек – гидравлические шумы. Таким образом,оптимальная скорость продвижения воды в трубопроводах находится в пределах от 0,4 до 1 м/с.

Для определения диаметра системы отопления онлайн калькулятором необходим также задать разницу температуры воды на подаче и обратке в градусах°С. Рассчитывать потери давления в трубопроводе необходимы для правильного подбора напорного насоса в системах с принудительным движением теплоносителя.

Для расчёта потерь давления кроме диаметра и длины трубопровода в нашем онлайн калькуляторе, необходимо также задать материал труб, эквивалентная шероховатость которых определяет затраты на преодоление трения жидкости о стенки труб; полученный результат умножается на коэффициент 1.2 для учета гидравлического сопротивления отводов, поворотов, кранов и других элементов трубопровода.

Желаемая температура воздуха

Это комфортная для жильцов температура в помещении. Желаемая температура – очень индивидуальный параметр, ведь кому-то нравится высокая температура в помещении, а кому-то прохлада.

Европейские нормы указывают, что в спальне, кабинете, гостиной, столовой и кухне оптимальной является температура 20-24°С; в туалете, кладовой, гардеробной – 17-23°С; в ванной – 24-25°С.

Усредненно можно задать 20°С.

Вверх

Как установить?

Перед тем, как установить водораспределительный узел для холодного и горячего водоснабжения, дайте точный ответ на следующие вопросы и предусмотрите следующие моменты:

  • Сколько потребителей воды на объекте? Количество отводов коллектора должно совпадать или быть чуть больше, чем потребителей. Лишние отводы закрываются заглушками.
  • Какой тип труб будет использоваться для монтажа водопровода? Необходимо приобрести устройства предназначенные, именно, для труб из выбранного материала.
  • Заранее прикиньте положение всех инженерных элементов в пространстве сантехшкафа (можно сделать разметку на стене). Учтите что, перед распределительной гребенкой устанавливаются счетчик и фильтр для воды. Удобное расположение всех приборов облегчает проведение профилактических и ремонтных работ.
  • Приобретите надёжное крепление — плохо закреплённый распределительный узел может привести к разгерметизации соединений и повреждению трубопровода.
  • Перед монтажом убедитесь, что под рукой есть все необходимые расходники: уплотнительный материал, прокладки, переходники.

Монтаж водораспределительного узла происходит в следующей последовательности:

  1. Установите вводную запорную арматуру на стояк водоснабжения.
  2. Установите счетчик, фильтр и обратный клапан.
  3. Подключите коллектор и надежно зафиксируйте его на стене
  4. Смонтируйте водопровод к каждому потребителю. Зафиксируйте трубы при помощи креплений.

Такой алгоритм работы позволит избежать ошибок. Независимо от того, нужен коллектор для водоснабжения или отопления, его монтаж одинаков. Такая разводка требует больше времени, мастерства и денежных затрат, однако окупается быстро и обеспечивает комфорт в дальнейшем использовании. Коллекторы уместны не только в коттеджах и больших домах, но и в квартирах.

Температура подачи / температура обратки

Температура подачи – температура теплоносителя в подающем коллекторе. Т.е. на входе в контур теплого пола.

Температура обратки – температура теплоносителя в обратном коллекторе (на выходе из контура).

 

Для того, чтобы теплый пол отапливал помещение, он должен отдавать тепло, т.е. температура подачи должна быть выше температуры обратки. Оптимально, если разница температуры подачи и обратки составляет 10°С (например, подача – 45°С, обратка – 35°С).

Для обогрева помещения температура подачи должна быть выше желаемой температуры в помещении.

Вверх

Изготовление распределительного коллектора своими руками

Проект распределительного коллектора разрабатывается исходя из количества отопительных контуров в вашей системе. Оцените, где расположен ваш нагревательный котел, какой в нем имеется входной и выходной патрубок, какое количество отопительных контуров или контуров косвенного нагрева будет задействовано в отопительной системе. Возможно вы планируете увеличивать количество контуров в вашем доме, например, пристроить еще комнату в следующем году. К распределительной системе также могут подключаться солнечные коллекторы, тепловой насос и другие устройства. Также считаем все системы распределительного тепла, включая теплые водяные полы, отопительные радиаторы, фэнкойлы и так далее.

Составляем схему нашей отопительной системы, учитывая, что у каждого контура имеется труба подачи горячей воды и труба обратки.

В ходе проектирования системы не забудьте определить месторасположения дополнительного оборудования, такого как расширительный бачок, клапан автоматической подпитки, сливной кран и кран для заполнения системы, группа термостатов и так далее.

Производит пространственное проектирование, то есть определяем откуда и куда в наш распределительный коллектор будут подключаться трубы. Практика подсказывает, что на торцах коллектора обычно монтируются патрубки для подключения твердотопливного котла и для косвенного нагрева. Если у вас в системе есть настенный газовый или электрический котел – он врезается сверху или также в торец.

Исходя из имеющейся информации составляем чертеж будущего распределительного коллектора. Удобно для этого воспользоваться миллиметровой бумагой. Расстояние между патрубками не должно составлять менее 10 сантиметров, но и разносить их шире 20 сантиметров также не следует. Для одного контура отопления, расстояние меду патрубком подачи и патрубком обратки не должно быть менее 10 сантиметров. Желательно, чтобы группы патрубков одного контура визуально выделялись.

Проектировка коллектора

На приведенном ниже рисунке приведен пример проектирования распределительного коллектора, в который будет подключено шесть контуров отопительной системы.

На первом этапе чертим два прямоугольника. Это собственно коллектор подачи и коллектор обратки.

Распределительная гребенка системы отопления: назначение, принцип действия, правила подключения

коллектор подачи и коллектор обратки

На троцах коллекторов проектируем подсоединение котла и бойлера косвенного нагрева. Не забывайте проставлять на чертеже параметры сечения будущих патрубков.

Распределительная гребенка системы отопления: назначение, принцип действия, правила подключения

подсоединение котла и бойлера косвенного нагрева

Проектируем подключение контуров отопления и дополнительных нагревательных котлов. Не забывем проставлять сечение труб и размеры патрубков. Подписываем все спроектированные патрубки.

Распределительная гребенка системы отопления: назначение, принцип действия, правила подключения

подключение контуров отопления и дополнительных нагревательных котлов

На следующем этапе проектируем подключение дополнительного оборудования. В нашем случае это расширительный бачок, кран слива, защитный блок, термометр системы

Обратите внимание, что контуры подачи теплоносителя выделяются красным, а контуры обратки – синим цветом

Распределительная гребенка системы отопления: назначение, принцип действия, правила подключения

подключение дополнительного оборудования

Это был черновой чертеж. Проверяем его правильность и переносим его начистовую на новый лист бумаги. Именно исходя их этого проекта мы и будем создавать самостоятельно распределительный коллектор.

Распределительная гребенка системы отопления: назначение, принцип действия, правила подключения

чистовой чертеж

Как произвести расчет без калькулятора


Зимой не очень приятно находиться и засыпать в холодной комнате, а тепло создает нормальные условия для жизни и благотворно отразится на здоровье.
Перед началом монтажа отопительной системы необходимо провести расчет диаметра трубы для отопления. Если этот расчет будет сделан правильно, то при минимальных энергетических затратах производительность будет высокой.

При ошибочном действии пострадает не только гидродинамика сооружения, но также может прорвать весь трубопровод и вся работа даст сбой.

Чтобы такого не случилось, стоит грамотно и качественно провести все пункты от первого до последнего и выбрать оптимальный диаметр (символьное обозначение ∅) труб. Чаще всего используются системы с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Сколько нужно солнечных коллекторов для отопления дома?

Независимо от того, какая система отопления установлена в доме, теплопотери у него будут одинаковыми. Для точного просчета лучше обратиться к специалистам, но для получения примерных данных можно использовать онлайн-сервисы http://teplo-info.com/otoplenie/raschet_teplopoter_online.

Разделив полученные данные на значение P, вычисленное по последней формуле, вы узнаете, сколько гелиоколлекторов или квадратных метров коллекторов вам необходимо чтобы обеспечить отопление дома зимой.

Отдельно стоит напомнить, что в холодное время года есть нюансы с эксплуатацией гелиоколлекторов. Узнать об этом больше можно в статье «Как работает солнечный коллектор зимой – эффективность, проблемы и их решение».

Плоский солнечный коллектор зимой на крышеОсновная проблема змой — чистить коллекторы от холода.

Размеры коллектора для отопления

Установка коллекторов связана с определенными трудностями, поэтому такую работу лучше доверить проверенным и опытным мастерам. Чтобы избежать быстрых разочарований, свое внимание при покупке коллекторных блоков следует остановить на продукции известных, зарекомендовавших себя на рынке марок. Подробно об устройстве и принципах функционирования гребенок отопления рассказано в видео:

Размеры коллектора для отопления

Коллекторный шкаф — специальное оборудование, которое упрощает устройство обогрева и водоснабжения дома.

Современный подход к одному коллекторному шкафу облегчает организацию отопительной конструкции жилого помещения.

Эффект от установки шайб

Дроссельная шайба в системе отопления требуется не только лишь для регулировки внешних теплосетей, но и для внутридомовой системы отопления. Если предварительное обследование теплового объекта выполнено качественно, все параметры учтены при расчете дроссельных шайб, то процесс шайбирования принесет огромное преимущество всей системы теплоснабжения в целом, поскольку:

  1. Внутридомовые отопительные стояки, которые находятся на значительном расстоянии от котельной или центрального теплового пункта, и ранее не могли нормально функционировать, станут получать расчетный расход теплоносителя и обеспечат санитарный режим в отапливаемом помещении.
  2. Дома и другие объекты отопления, размещенные вблизи теплопунктов, которые перегревались из-за излишнего объема теплоносителя, теперь будут работать в нормальном режиме со стабильной санитарной температурой в нагревемом помещении.
  3. Создание системы, которая способно равномерно распределить тепловые и гидравлические нагрузки по разветвленным участкам тепловой сети.
  4. Равномерное распределение тепловой и гидравлической нагрузки по стоякам отопления в границах общего теплового объекта: дома или общественного помещения.
  5. Справедливое распределение тепла между тепловыми приборами абонентов согласно проектным нагрузкам.
  6. Соответствие реальной температуры подающей и обратной магистральной сетевой воды источнику теплоснабжения, по утвержденному температурному графику.
  7. Соответствие реального располагаемого напора, вычисленного в контрольных точках тепловой сети и на центральных тепловых пунктах.
  8. Гарантия поддержания абсолютного давления в динамическом тепловом режиме в системах, работающих на перегретом водяном теплоносителе при температурах выше 100 С.
  9. Гарантия предельного давления в сети не превышающего, верхнего показателя по условиям прочности теплового оборудования ЦТП и котельной, во избежание аварийных разрывов трубопроводов и котельного оборудования.
  10. Гарантия наименьшего давления 0.5 кгс/см2 в различных точках сети при динамическом/статическом режиме, во избежание вскипания теплоносителя и создания разрежения на всасывающих патрубках сетевых насосов.

Влияние диаметра трубы на функциональность отопления

При качественных расчетах система с принудительной циркуляцией будет функционировать максимально эффективно. Поэтому стоит хорошо рассчитать вероятные тепловые потери и попробовать их минимизировать.

В противном случае даже при больших затратах энергии эффективность работы трубопровода будет не полная, то есть отопительная система не будет полностью справляться с поставленной задачей.

При выборе труб из определенного материала учитывайте его физические и химические свойства, а также запланированную длину трубопровода. Правильный подход позволит повысить КПД отопления при минимальных тратах энергии.

То, что размер сечения оказывает влияние на гидродинамику – это правда. И если некоторые считают, что чем больше ∅, тем эффективнее работа, то они сильно заблуждаются.

Если использование образцов большого диаметра не оправдано, то давление сильно падает, что приводит к тому, что отопление совсем пропадает.

СОВЕТ! Узнайте как произвести прокладку отопление в квартире.

Если решили проводить отопление в частном доме, то тут надо определиться с тем, как будет подаваться вода. Если от центральной магистрали, то расчет проводится таким же образом, как и для квартиры.

Если имеется своя автономная система отопления, то диаметр труб надо подбирать исходя из того какой материал использовался для ее изготовления и вида самой системы.

Например, размер труб для отопления с принудительной циркуляцией будет одним, а с естественной циркуляцией совсем другим.

Некоторые нюансы, определяющие выбор

Диаметры бывают:

  1. внутренними (основополагающий показатель размера трубы);
  2. внешними (основополагающий показатель определяющий класс изделия);
  3. условными (это значение округляется и переводится в дюймы).

Внешний диаметр бывает – малым, средним и большим.

Как рассчитать оптимальный размер без калькулятора?

Когда необходимо рассчитать подходящий размер сечения трубы отопления, то следует придерживаться определенных рекомендаций.

Смотреть видео

Профессиональные сантехники уверяют, что в отоплении с принудительной циркуляцией лучше выбирать минимальный диаметр труб насколько это возможно. Такое решения вполне обосновано.

Чем меньше будет ∅ отопления, тем меньшее количество воды нужно подогревать, что позволит сэкономить энергию и время, что тратится на подогрев воды.

Минимальное сечение позволяет минимизировать поток движения теплоносителя. Также отопительная система, состоящая из труб небольшого сечения, легче поддается монтажу и является более выгодной, если говорить о финансовых тратах.

Но такие решения не должны заставлять покупателей вопреки проведенному расчету приобретать составляющие элементы меньшего диаметра, чем получается в результате проведенного расчета.

При установке образцов меньшего сечения, чем надо система будет работать с большим шумом и станет неэффективной.

В идеале для подбора подходящего диаметра трубы для отопления, надо ориентироваться на движение воды по трубопроводу. Самыми подходящими будут значения, что находятся на интервале от 0,3 до 0,7м/с. Рекомендуется отталкиваться именно от них.

Расчет мощности отопления без калькулятора

Эти расчеты проводятся по специально выведенной формуле. Чтобы получить требуемую мощность отопления с обычной или принудительной циркуляцией теплоносителя метраж частного дома или квартиры умножается на коэф-нт теплопотери, затем умножаем полученное значение на число, которое выходит при подсчете разницы максимальной температуры зимой на улице и внутри частного дома, затем данное значение делим на 860.

Смотреть видео

Расчет отопления частного дома

Коэф-нт теплопотери берем исходя из того, какой материал использовался во время строения, учитывая при этом, каким пользовались утеплителем.

Если все параметры близки к стандартным, то расчет проводиться, беря за основу усредненные значения. Если отопление рассчитывается для помещения без теплоизоляции, то берем коэффициент 4.

Кирпичное помещение с кладкой в один кирпич с множеством оконных проемов считается местом с низкой изоляцией и для него используется коэффициент – 2,5.

Стандартная кирпичная постройка с толстыми стенами без дополнительного утепления относится к средней степени теплоизоляции и для расчета используется коэффициент – 1,5.

К высокой степени изоляции относится строение из кирпичной клади с двухсторонним утеплением и с встроенными стеклопакетами с энергосохраняющими свойствами. В этом случае используется коэффициент – 1.

Чтобы правильно определить разницу температур берется среднее значение температуры на улице в зимнее время года и температуру внутри помещения, которая не должна быть ниже, чем это установлено по санитарным нормам.

Если остановится подробнее на скорости воды в трубах отопления, то она не должна продвигаться со скоростью менее 0,2м/с иначе вода начнет выделять воздух, который образует воздушные пробки и нарушит всю работу.

А если теплоноситель будет двигаться со скоростью более 1,5 м/с, то процесс движения будет очень шумным и находиться в таком месте станет не комфортным для жильцов.

Рекомендуется не доводить до крайних границ, а придерживаться среднего значения. Если нужно увеличить скорость передвижения теплоносителя, томожно воспользоваться специальным насосом при установке системы с принудительной циркуляцией.

Конструкция устройства

Перед установкой дроссельных шайб на систему отопления ее выполняют по чертежам в форме стального диска, вырезанного из листового металла толщиной 2-4 мм. Строго по центру просверливается расчетное отверстие. Минимальный допустимый диаметр на шайбе ограничен нормативными требованиями и должен быть не менее 3.0 мм. Толщина нерегулируемой шайбы для трубопроводов с наружным диаметром до 89 мм принимается от 2 до 3 мм, свыше – от 3 до 4 мм.

Расчетное отверстие регулируемой шайбы имеет продолговатую форму. Эта конструкция обладает двумя штоками, расположенными диаметрально противоположно в отношении друг друга. Для возможности наружного управления, их выводят сбоку через уплотнительные каналы. Вариация положений данных элементов изменяет площадь отверстия в конструкции. В том случае, когда они до конца задвинуты, то минимальный диаметр прохода равняется 5.5 мм, а при полностью открытых — диаметр прохода будет равный 18.0 мм. Подобные устройства снабжаются специальными ключами для выполнения операций по регулировке.

Кроме того, очень важно знать, что в такой конструкции существует возможность установить ограничения для передвижения штоков и его опломбирования. Это выполняется для того, чтобы потребители не смогли самостоятельно изменять проходное сечение устройства, тем самым вмешиваться в работу тепловой сети, вызывая ее разбалансировку.

Отечественная промышленность выпускает следующие виды дроссельных шайб для регулировки режимов тепловой сети:

  1. Первая модификация выполняется в форме корпуса, на который ставится диск, располагающий сквозным отверстием. При регулировке нужно поворачивать шток, после чего элемент, аналогичный по конфигурации усеченной сфере, совершает вращение подвижного диска с выполненными в его полости отверстиями. Недоработка устройства — возможное заклинивание во время регулирования подвижного диска. Кроме того, конструкция устройства довольно сложная имеет достаточно много деталей и узлов, самостоятельно выполнить подобную конструкцию практически не возможно, а в процессе эксплуатации, каждая лишняя деталь, работающая в зоне высоких температур и скоростей жидкости — увеличивают угрозу выхода из строя всей конструкции.
  2. Следующий вид ограничительного устройства выполняется из комплекта дроссельных деталей, выполненных с отбортовкой. Модификация имеет преимущество из-за возможности самоуплотнения всех деталей при установке. Конструкция проста и надежна. Для регулировки расходных показателей теплоносителя, достаточно смонтировать нужное число шайб и закрепить их гайкой. Поскольку установка шайбы производится на подающем трубопроводе, в тепловом колодце или на элеваторном узле потребителя, такие устройства устанавливают исключительно летом, во время ремонта тепловых сетей, после дренажа воды из внутридомовых систем отопления.

Комплектующие

Маленькие детали, помогающие оптимизировать и улучшить работу отопительного оборудования:

  • пробки;
  • сдвоенные ниппели;
  • фитинг для пластиковой трубы;
  • тупиковый байпас;
  • тройник с термометром;
  • сервопривод;
  • настроечный клапан;
  • регулировочный клапан;
  • запорный клапан;
  • кронштейны;
  • краны.

Расход теплоносителя

Величина расхода необходима для правильной балансировки нескольких контуров теплых полов, подключенных к одному коллектору. Полученное значение нужно выставить на шкале расходомера.

Вверх

Перепад давления

По перепаду давления в контуре теплого пола (между подающим и обратным коллектором) подбирается циркуляционный насос. Напор насоса должен быть не меньше, чем перепад давления в самом нагруженном контуре. Если напор насоса ниже перепада давления в контуре, то следует выбрать более мощную модель или уменьшить длину контура.

Вверх


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.