Расчет расхода теплоносителя по тепловой нагрузке: расчетная формула

Современные дома, вне зависимости от применяемого при их возведении материала, нужно проектировать и составлять сметы. Именно на этом этапе для систем обогрева зданий рассчитываются характеристики. В тех схемах, где циркулирует обычная вода, вычисляется количество носителя тепла на основании тепловой нагрузки всего здания.

Этот показатель необходим для точного подбора емкости бака, предназначенного для регулирования давления. Этот параметр имеет непосредственное отношение к проектной нагрузке системы обогрева частного строения. Грамотно выбранное оборудование, используемое при отоплении жилого дома, нормально будет справляться с основной задачей – созданием комфортного температурного режима в жилых и вспомогательных помещениях.

При выполнении расчета требуется точное выражение, выдающее правильный результат для выбора котла.

Считаем показатели количества теплоносителя: теория и практика

В индивидуальных жилых строениях или многоквартирных домах обычно используется: 

• техническая вода;
• пропиленгликоль;
• этиленовый раствор.

Важно, чтобы любой теплоноситель соответствовал требованиям, предусмотренным в нормативных документах. В российских стандартных есть 5 условий, подлежащих соблюдению:

• оптимальное значение перемещения теплоносителя;
• невысокая вязкость с одновременным обеспечением проточности как у обычной воды;
• небольшая расширяемость во время остывания системы;
• исключение токсичности;
• недорогая цена.

Расчет показателей отопительной системы нельзя считать простыми, нужен опыт. 

Для грамотного определения показателей с помощью расчетных формул для дальнейшего использования надежного носителя тепла рекомендуется пользоваться услугами специалиста, занимающегося проектированием индивидуальных схем отопления или грамотного сантехника.

Расход теплоносителя в системе отопления: расчетная формула

Объём носителя, использующегося в схемах обогрева дома, выражается в килограммах, потраченных за одну секунду. Значение применяется для расчета количества выделяемого тепла, обеспечивающего комфортную температуру в жилых помещениях. Обычно в отопительных системах частных домом применяются современные приборы – батареи.

Для определения расчетных показателей требуются данные оборудования, в частности параметры отопительного котла, рассчитанные на нагревание 1 литра технической жидкости.

Выражение, используемое для вычисления расхода носителя тепла для системы обогрева жилых помещений:

G = N / Q, где:

• N — характеристика мощности оборудования, указывается в Ватт.
• Q — количество тепла, выражается в Дж/кг.

Поученное при расчете значение умножается на коэффициент (3,6 х 1000) для перевода в кг/час.

Расчет потребления тепла с учетом периодического добавления жидкости в систему

В реальной практике частенько возникает ситуация, когда требуется повторно заполнить отопительные трубы новым носителем тепла. В основном так бывает после завершения ремонтных работ или модернизации обвязочных узлов. С этой целью считается объем расхода воды в системе отопления. 

Обычно при этом пользуются показателями, прописанными в технической документации, просто складывают величины. Можно вычислить этот параметр с помощью простого калькулятора, используя диаметр и протяженность труб. Значения перемножаются друг с другом и прибавляются к данным отопительной батареи. В основном объём секций стандартного радиатора составляет 0,45 л для следующих видов: 

• алюминиевый;
• стальной;
• сделанный из сплава.

У чугунной батареи этот показатель другой – 1,45 литров.

Существует другая формула, позволяющая рассчитать приблизительное значение объема жидкости (общее) в обвязочной системе:

• V = N х VкВт, где:
• N – это мощность котла, Ватт.
• VкВт – количество, необходимое для системы, чтобы передавать 1 киловатт тепла, выраженное в дм3.

С помощью этого выражения определяется приблизительный показатель. Рекомендуется сверить полученное значение с техническими документами котла. Для получения полной картины считается количество жидкости, которое вмещается в другие устройства обвязочных элементов: насосная установка, бак. Расширительная ёмкость – очень важный компонент, основная задача которой заключается в компенсировании напора, повышающего благодаря способности жидкости (расширение при повышении температуры).

Как рассчитывается самое низкое значение количества расхода воды

Вычисляется точно таким же способом, как потребление теплоносителя, израсходованные на отопление жилого дома за один час. Минимальный расход считают в промежутке между сезонами, когда была выключена отопительная система, поскольку данная величина зависит от ГВС.

Существует 2 выражения, использующиеся в вычислениях. В тех вариантах, где в отопительной системе не предусмотрено принудительной циркуляции горячего водоснабжения или она выключена на период выполнения профилактических мероприятий.

Параметр рассчитывается с заранее известными величинами потребления теплоносителя (средний показатель):

Gmin = $ х Qгср / [(Tп — Tоб3) х C], где:

• Qгср – это величина тепла, передаваемая приборами за час функционирования в сезон, когда отопление отключено (среднее), Дж.;
• $ - коэффициент колебания потребления жидкости в зимнее и летнее время. Принимаются данные, соответствующие 1,0 и 0,8 (зима, лето);
• Tп – температурная величина теплоносителя в отопительный сезон;
• Tоб3 – то же, но в обратной трубе, подключенной в параллельном исполнении;
• C – теплоёмкость жидкости, берется с учетом коэффициента 10-3, Дж/°С;
• температурные параметры, которые вставляются в расчётную формулу с конкретными значениями: 70 и 300С.

В том случае, если включено оборудование, выполняющее функцию принудительной циркуляции горячего водоснабжения или когда учитывается нагревание воды в ночное время, применяется формула:

Gmin = Qцг / [(Tп — Tоб6) х C], где:

Qцг – расходование тепла для нагревания жидкости, Дж.

Величина данного параметра рассчитывается по следующей формуле:

(Kтп х Qгср) / (1 + Kтп), где

• Kтп – коэф-т потери теплоты за счет трубопроводов;
• Qгср – средняя величина расхода теплоэнергии на нагрев жидкости за один час;
• Tп – температурный показатель в системе подачи теплоносителя;
• Tоб6 – параметры воды в обратной трубе, перемещающейся по схеме, замеренные сразу после оборудования.

Последняя величина равна + 5 к самой низкой температуре, разрешенной в точке разбора жидкости.

Выбор циркуляционного насоса

Сегодня ни одна отопительная система не монтируется без циркуляционного насоса. Две характеристики, по которым подбирается устройство:

• Q — параметр расхода теплоносителя за один час, считающийся в м3.
• Н — показатель давления, выраженный в метрах.

Теплоноситель, который нагревается до необходимой для отопления помещений температуры, циркулируя по системе, часть тепла отдает в стены, выходящие на улицу. Данный показатель – это теплопотери отопительной системы дома. Насос помогает в данной ситуации, за счет того, что в нужном режиме перемещает теплоноситель по трубам и батареям.

На расход носителя тепла, кроме насоса, влияют 2 фактора: 

• Степень нагрева жидкости.
• Пропускная способность контура отопительной системы.

Следовательно, для расчета расхода теплоносителя нужно знать потери тепла домовладения. Стадии расчёта:

• определение тепловых потерь по всему дому;
• установление средней температуры жидкости;
• выполнение расчёта потребления теплоносителя по нагрузке с учётом теплопотерь системы.

Поскольку температура снаружи и в помещении в течение отопительного сезона все время меняется, показатели берутся усредненные. Учитывается и то, что в каждом регионе климатические условия отличаются.

Заключение

Расчет расхода теплоносителя по тепловой нагрузке – важная составляющая для отопительной системы домовладения. От этого показателя зависит насколько комфортно будет жить люди в доме. При расчете параметров учитываются потери тепла в системе.