Расчет радиаторов | Гидравлический расчет системы отопления

- Сбор исходных данных;
- Теплотехнический расчет (определение необходимого количества радиаторов и теплых полов);
- Выбор оптимальной схемы системы отопления;
- Гидравлический расчет трубопроводов;
- Расчет и подбор оборудования (котлы, насосы, бойлеры, расширительные баки и т.д.);
- Согласование смежных разделов проектной документации между собой.

     1.1 По укрупненным показателям
     Наиболее распространённым и наименее точным способом расчета является выбор числа секций радиатора исходя из площади или в лучшем случае из объема помещения. Данный метод можно на свой страх и риск применять для небольших домов, где цена ошибки будет, не так велика, но рекомендовать его невозможно. Для большинства объектов экономически выгодно делать полноценный теплотехнический расчет.
     1.2 Самостоятельный расчет при помощи онлайн калькуляторов
     На просторах интернета достаточно онлайн калькуляторов для теплотехнических расчетов и можно легко определить потери тепла через стены, окна, перекрытия и т.д. Однако в большинстве случаев методика расчетов не учитывает расход тепла на нагрев приточного воздуха и приведенные потери сложных узлов - дверных и оконных проемов, участков сопряжения стен и перекрытий. Использование современных утеплителей значительно сокращает потери через ограждающие конструкции, а доля нагрузки на проветривание помещений увеличивается и может доходить до 50%. Таким образом, надо обязательно учитывать расходы на инфильтрацию воздуха, в противном случае получится не жилой дом, а герметичная коробка для предметов обихода.

Второй популярной ошибкой является расчет количества секций путем простого деления теплопотерь помещения на мощность секции указанную в паспорте радиатора, а то и в рекламном проспекте. На самом деле указанная теплоотдача достигается при разнице температур - 70 гр.С между радиатором и воздухом в помещении. Такой перепад получается в однотрубных централизованных системах отопления и только на первых, по ходу движения теплоносителя, отопительных приборах. Для двухтрубных систем отопления температурный напор несколько ниже, а большинство современных котлов имеют ограничение по температуре 80, 85 или 90 гр.С. Кроме того зависимость теплоотдачи от «дельты Т», не является линейной и ошибка при самостоятельных расчетах становиться очень вероятной.

Разработка проекта для системы отопления включает в себя несколько этапов:

1. Расчет радиаторов отопления

Температурный напор в современной системе отопления

Теплоотдача радиаторов в зависимости от температуры теплоносителя

      1.3 Привлечение инженеров проектировщиков
     Данный способ имеет наибольшее количество недостатков:
     - во первых грамотный специалист изведет вас своими подробными расспросами о конструкции стен, окон и перекрытий, количестве людей и режиме использования помещений;
     - во вторых тщательный расчет требует определенного количества времени, и ответ в режиме телефонного разговора получить не удастся;
     - в итоге после всех этих мучений затрат времени и денег готовые результаты могут случайным образом совпасть с одним из бесплатных предварительных расчетов.

Сейчас доступно огромное количество информации о различных вариантах систем отопления:

Двухтрубная схема подключения радиаторов

Петля Тихельмана. Попутное движение теплоносителя.

     Однако в большинстве случаев нет смысла подробно изучать все плюсы и минусы каждого варианта, выбор оптимальной схемы отопления происходит сам собой, по мере поэтапной проработки объекта.
     В процессе проектирования:
     - Выполняется расстановка радиаторов и раскладка теплых полов;
     - Определяется тип прокладки трубопроводов открытая или скрытая;
     - Уточняются места, где возможна установка запорной и регулирующей арматуры;
     В итоге остается один оптимальный вариант трассировки трубопроводов от источника тепла до конкретного помещения.

3. Гидравлический расчет системы отопления

     Какие ошибки можно допустить при определении необходимого диаметра трубопроводов и мощности циркуляционных насосов?
     3.1 Занижение сечения труб и регулирующей арматуры
     Зачастую подбор трубопроводов выполняется по таблицам допустимых скоростей. Логика в данном случае простая, берем минимально допустимый диаметр труб и экономим деньги на материалах.
     В реальности же может получиться следующая картина:
     - Заужение трубопроводов ведет к повышению гидравлического сопротивления системы;
     - Большое сопротивление требует установки мощного циркуляционного насоса с высоким перепадом давления и расходом теплоносителя. Что в свою очередь приводит к повышению скорости движения воды через трубопроводы и как следствие может возникнуть ШУМ.
     Ниже представлена диаграмма для подбора термостатического клапана Danfoss. На ней хорошо видно что при перепаде в 3 м.вод.ст. и расходе через клапан около 200 кг/ч уровень звука достигает 25 децибел;
     - В дополнение к шуму растут затраты на электроэнергию и ухудшается балансировка системы в целом т.е. радиаторы могут прогреваться неравномерно.

     3.2 Завышение диаметра трубопроводов
     Обычно в данном случае руководствуются следующими соображениями - один раз переплатим, зато гарантированно получим рабочую систему отопления и экономию электроэнергии.
     В данном случае, как ни странно, нас подстерегают те же опасности что и ранее:
     - Сопротивление системы отопления получается очень небольшим, а насос, как правило, выбирают стандартный. Обычный насос, без частотного регулирования, гоняет столько воды, сколько ему позволяет система и работает на полной мощности.
     - Для балансировки системы приходиться прикрывать вентиля на радиаторах и как следствие снова может возникать шум;
     - Более того высокий перепад давления на регулирующих клапанах ухудшает точность поддержания температуры воздуха в помещении.
     3.3 Неправильный выбор циркуляционных насосов
     Нормативная документация рекомендует принимать запас производительности циркуляционных насосов в пределах 10-20% от требуемого расхода теплоносителя и сопротивления трубопроводов, а такой узкий диапазон не позволяет подобрать оборудование на глазок.
     Только точный гидравлический расчет системы отопления позволит заложить оптимальный насос, снизить величину эксплуатационных расходов и затрат на материалы.

График изменения капитальных и эксплуатационных расходов

4. Подбор оборудования

Грамотный расчет оборудования является не роскошью, а насущной необходимостью для правильной работы отопительных систем. Исключение могут составлять небольшие объекты площадью до 150м.кв. отапливаемые от котлов со встроенными насосами, расширительными баками и предохранительной арматурой.
При выборе оборудования следует избегать покупки безымянных товаров без паспортов и четко прописанных технических характеристик. Идеальным решением, при наличии времени и желания, будет проконсультироваться у монтажных и сервисных специалистов о надежности и ремонтопригодности продукции определенного бренда. Предпочтение лучше отдавать распространенным маркам с большой историей эксплуатации на нашем рынке. Окончательный выбор конкретной модели желательно доверить инженеру, который проверит соответствие паспортных характеристик оборудования и параметров вашей системы отопления.

5. Согласование смежных разделов проектной документации

    Очень часто на больших и малых стройках отсутствует согласованность технических решений между инженерными системами и архитектурными решениями. В такой ситуации даже черновая схема системы отопления позволяет избежать массы проблем. Обращаем ваше внимание на ряд основных моментов, которые необходимо учесть при строительстве здания:
     5.1 Требования к помещению котельной
     Для установки газоиспользующего оборудования в помещении кухни или топочной необходимо соблюсти требования касающиеся размеров помещения, а также предусмотреть наличие вентиляции и дымоходов, окон и дверей.

Узнать стоимость разработки проекта котельной, системы отопления административно-производственного здания или частного дома вы можете обратившись к соответствующим разделам нашего сайта.

     5.2 Лимиты по газу
     Зачастую мощность газовой котельной ограничена разрешенным объемом потребления природного газа - 5м3/час (для частного дома). Данный объем позволяет установить котел мощностью порядка 45кВт или газовую плиту + котел на 33кВт. Возможность увеличения лимитов необходимо заранее уточнять в газоснабжающей организации.
     5.3 Отметки чистых полов
     Скрытая прокладка трубопроводов отопления или устройство теплых полов требуют увеличения толщины стяжки. Необходимо заранее рассчитать отметки дверных проемов, подоконников, сопряжение лестничных ступеней с поверхностью чистого пола и т.п.
     5.4 Этапы строительства
     Желательно предварительно планировать последовательность монтажа санитарно-технических систем и смежные общестроительные работы. Такое планирование позволит избежать множества переделок и сократить сроки монтажа.