Экономичность теплового комфорта в доме обеспечивают расчет гидравлики, её качественный монтаж и правильная эксплуатация. Главные компоненты отопительной системы — источник тепла (котёл), тепловая магистраль (трубы) и приборы теплоотдачи (радиаторы). Для эффективного теплоснабжения необходимо сохранить первоначальные параметры системы при любых нагрузках независимо от времени года.

Перед началом гидравлических расчётов выполняют:

• Сбор и обработку информации по объекту с целью:
  • определения количества требуемого тепла;
  • выбора схемы отопления.
• Тепловой расчёт системы отопления с обоснованием:
  • объёмов тепловой энергии;
  • нагрузок;
  • теплопотерь.

Если водяное отопление признаётся оптимальным вариантом, выполняется гидравлический расчёт.

Для расчёта гидравлики с помощью программ требуется знакомство с теорией и законами сопротивления. Если приведенные ниже формулы покажутся вам сложными для понимания, можно выбрать параметры, которые мы предлагаем в каждой из программ.

Расчёты проводились в программе Excel. Готовый результат можно посмотреть в конце инструкции.

В этой статье:

Что такое гидравлический расчёт

Это третий этап в процессе создания тепловой сети. Он представляет собой систему вычислений, позволяющих определить:

• диаметр и пропускную способность труб;
• местные потери давления на участках;
• требования гидравлической увязки;
• общесистемные потери давления;
• оптимальный расход воды.

Согласно полученным данным осуществляют подбор насосов .

Для сезонного жилья, при отсутствии в нём электричества, подойдёт система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя ().

Основная цель гидравлического расчёта — обеспечить совпадение расчётных расходов по элементам цепи с фактическими (эксплуатационными) расходами. Количество теплоносителя, поступающего в радиаторы, должно создать тепловой баланс внутри дома с учётом наружных температур и тех, что заданы пользователем для каждого помещения согласно его функциональному назначению (подвал +5, спальня +18 и т.д.).

Комплексные задачи — минимизация расходов :

1. капитальных – монтаж труб оптимального диаметра и качества;
2. эксплуатационных:
   • зависимость энергозатрат от гидравлического сопротивления системы;
   • стабильность и надёжность;
   • бесшумность.

Замена централизованного режима теплоснабжения индивидуальным упрощает методику вычислений

Для автономного режима применимы 4 метода гидравлического расчёта системы отопления:

1. по удельным потерям (стандартный расчёт диаметра труб);
2. по длинам, приведённым к одному эквиваленту;
3. по характеристикам проводимости и сопротивления;
4. сопоставление динамических давлений.

Два первых метода используются при неизменном перепаде температуры в сети.

Два последних помогут распределить горячую воду по кольцам системы, если перепад температуры в сети перестанет соответствовать перепаду в стояках/ответвлениях.

Расчет гидравлики системы отопления

Нам потребуются данные теплового расчёта помещений и аксонометрической схемы.

Вынесите данные в эту таблицу:

Шаг 1: считаем диаметр труб

В качестве исходных данных используются экономически обоснованные результаты теплового расчёта:

1а. Оптимальная разница между горячим (tг) и охлаждённым(tо) теплоносителем для двухтрубной системы – 20º

• Δtco=tг- tо=90º-70º=20ºС

1б. Расход теплоносителя G, кг/час — для системы.

2. Оптимальная скорость движения теплоносителя – ν 0,3-0,7 м/с.

Чем меньше внутренний диаметр труб — тем выше скорость. Достигая отметки 0,6 м/с, движение воды начинает сопровождаться шумом в системе.

3. Расчётная скорость теплопотока – Q, Вт.

Выражает количество тепла (W, Дж), переданного в секунду (единицу времени τ):

Формула для расчёта скорости теплопотока

4. Расчетная плотность воды: ρ = 971,8 кг/м3 при tср = 80 °С

5. Параметры участков:

Участок	Длина участка, м	Число приборов N, шт
1 - 2	1.78	1
2 - 3	2.60	1
3 - 4	2.80	2
4 - 5	2.80	2
5 - 6	2.80	4
6 - 7	2.80
7 - 8	2.20
8 - 9	6.10	1
9 - 10	0.5	1
10 - 11	0.5	1
11 - 12	0.2	1
12 - 13	0.1	1
13 - 14	0.3	1
14 - 15	1.00	1

Для определения внутреннего диаметра по каждому участку удобно пользоваться таблицей.

Расшифровка сокращений:

• зависимость скорости движения воды — ν, с
• теплового потока — Q, Вт
• расхода воды G, кг/час от внутреннего диаметра труб

Ø 8			Ø 10			Ø 12			Ø 15			Ø 20			Ø 25			Ø 50
ν	Q	G	v	Q	G	v	Q	G	v	Q	G	v	Q	G	v	Q	G	v	Q	G
0.3	1226	53	0.3	1916	82	0.3	2759	119	0.3	4311	185	0.3	7664	330	0.3	11975	515	0.3	47901	2060
0.4	1635	70	0.4	2555	110	0.4	3679	158	0.4	5748	247	0.4	10219	439	0.4	15967	687	0.4	63968	2746
0.5	2044	88	0.5	3193	137	0.5	4598	198	0.5	7185	309	0.5	12774	549	0.5	19959	858	0.5	79835	3433
0.6	2453	105	0.6	3832	165	0.6	5518	237	0.6	8622	371	0.6	15328	659	0.6	23950	1030	0.6	95802	4120
0.7	2861	123	0.7	4471	192	0.7	6438	277	0.7	10059	433	0.7	17883	769	0.7	27942	1207	0.7	111768	4806

Пример

Задача : подобрать диаметр трубы для отопления гостиной площадью 18 м², высота потолка 2,7 м.

Данные проекта:

• циркуляция — принудительная (насос).

Среднестатистические данные:

• расход мощности – 1 кВт на 30 м³
• запас тепловой мощности – 20%

Расчёт :

• объём помещения: 18 * 2,7 = 48,6 м³
• расход мощности: 48,6 / 30 = 1,62 кВт
• запас на случай морозов: 1,62 * 20% = 0,324 кВт
• итоговая мощность: 1,62 + 0,324 = 1,944 кВт

Находим в таблице наиболее близкое значения Q:

Получаем интервал внутреннего диаметра: 8-10 мм.
Участок: 3-4.
Длина участка: 2.8 метров.

Шаг 2: вычисление местных сопротивлений

Чтобы определиться с материалом труб, необходимо сравнить показатели их гидравлического сопротивления на всех участках отопительной системы.

Факторы возникновения сопротивления:

Трубы для отопления

• в самой трубе:
  • шероховатость;
  • место сужения/расширения диаметра;
  • поворот;
  • протяжённость.
• в соединениях:
  • тройник;
  • шаровой кран;
  • приборы балансировки.

Расчетным участком является труба постоянного диаметра с неизменным расходом воды, соответствующим проектному тепловому балансу помещения.

Для определения потерь берутся данные с учётом сопротивления в регулирующей арматуре:

1. длина трубы на расчётном участке/l,м;
2. диаметр трубы расчётного участка/d,мм;
3. принятая скорость теплоносителя/u, м/с;
4. данные регулирующей арматуры от производителя;
5. справочные данные:
   • коэффициент трения/λ;
   • потери на трение/∆Рl, Па;
   • расчетная плотность жидкости/ρ = 971,8 кг/м3;
6. технические характеристики изделия:
   • эквивалентная шероховатость трубы/kэ мм;
   • толщина стенки трубы/dн×δ, мм.

Для материалов со сходными значениями kэ производители предоставляют значение удельных потерь давления R, Па/м по всему сортаменту труб.

Чтобы самостоятельно определить удельные потери на трение/R, Па/м, достаточно знать наружный d трубы, толщину стенки/dн×δ, мм и скорость подачи воды/W, м/с (или расход воды/G, кг/ч).

Для поиска гидросопротивления/ΔP в одном участке сети подставляем данные в формулу Дарси-Вейсбаха:

Для стальных и полимерных труб (из , полиэтилена, стекловолокна и т.д.) коэффициент трения/ λ наиболее точно вычисляется по формуле Альтшуля:

Re — число Рейнольдса, находится по упрощённой формуле (Re=v*d/ν) или с помощью онлайн-калькулятора:

Шаг 3: гидравлическая увязка

Для балансировки перепадов давления понадобится запорная и регулирующая арматура.

Исходные данные:

• проектная нагрузка (массовый расход теплоносителя — воды или );
• данные производителей труб по удельному динамическому сопротивлению/А, Па/(кг/ч)²;
• технические характеристики арматуры.
• количество местных сопротивлений на участке.

Задача : выровнять гидравлические потери в сети.

В гидравлическом расчёте для каждого клапана задаются установочные характеристики (крепление, перепад давления, пропускная способность). По характеристикам сопротивления определяют коэффициенты затекания в каждый стояк и далее — в каждый прибор.

Фрагмент заводских характеристик поворотного затвора

Выберем для вычислений метод характеристик сопротивления S,Па/(кг/ч)².

Потери давления/∆P, Па прямо пропорциональны квадрату расхода воды по участку/G, кг/ч:

В физическом смысле S — это потери давления на 1 кг/ч теплоносителя:

где:

• ξпр — приведенный коэффициент для местных сопротивлений участка;
• А — динамическое удельное давление, Па/(кг/ч)².

Удельным считается динамическое давление, возникающее при массовом расходе 1 кг/ч теплоносителя в трубе заданного диаметра (информация предоставляется производителем).

Σξ — слагаемое коэффициентов по местным сопротивлениям в участке.

Приведенный коэффициент:

Он суммирует все местные сопротивления:

С величиной:

которая соответствует коэффициенту местного сопротивления с учётом потерь от гидравлического трения.

Шаг 4: определение потерь

Гидравлическое сопротивление в главном циркуляционном кольце представлено суммой потерь его элементов:

• первичного контура/ΔPIк;
• местных систем/ΔPм;
• теплогенератора/ΔPтг;
• теплообменника/ΔPто.

Сумма величин даёт нам гидравлическое сопротивление системы/ΔPсо:

Обзор программ

Для удобства расчётов применяются любительские и профессиональные программы вычисления гидравлики.

Самой популярной является Excel.

Можно воспользоваться онлайн-расчётом в Excel Online, CombiMix 1.0, или онлайн-калькулятором гидравлического расчёта. Стационарную программу подбирают с учётом требований проекта.

Главная трудность в работе с такими программами — незнание основ гидравлики. В некоторых из них отсутствуют расшифровки формул, не рассматриваются особенности разветвления трубопроводов и вычисления сопротивлений в сложных цепях.

Особенности программ:

• HERZ C.O. 3.5 – производит расчёт по методу удельных линейных потерь давления.
• DanfossCO и OvertopCO – умеют считать системы с естественной циркуляцией.
• «Поток» (Potok) — позволяет применять метод расчёта с переменным (скользящим) перепадом температур по стоякам.

Следует уточнять параметры ввода данных по температуре — по Кельвину/по Цельсию.

Как работать в EXCEL

Использование таблиц Excel очень удобно, поскольку результаты гидравлического расчёта всегда сводятся к табличной форме. Достаточно определить последовательность действий и подготовить точные формулы.

Ввод исходных данных

Выбирается ячейка и вводится величина. Вся остальная информация просто принимается к сведению.

Ячейка		Значение, обозначение, единица выражения
D4	45,000	Расход воды G в т/час
D5	95,0	Температура на входе tвх в °C
D6	70,0	Температура на выходе tвых в °C
D7	100,0	Внутренний диаметр d, мм
D8	100,000	Длина, L в м
D9	1,000	Эквивалентная шероховатость труб ∆ в мм
D10	1,89	Сумма коэф. местных сопротивлений - Σ(ξ)

Пояснения:

• значение в D9 берётся из справочника;
• значение в D10 характеризует сопротивления в местах сварных швов.

Формулы и алгоритмы

Выбираем ячейки и вводим алгоритм, а также формулы теоретической гидравлики.

Ячейка	Алгоритм	Формула		Значение результата
D12	!ERROR! D5 does not contain a number or expression	tср=(tвх+tвых)/2	82,5	Средняя температура воды tср в °C
D13		n=0,0178/(1+0,0337*tср+0,000221*tср2)	0,003368	Кинематический коэф. вязкости воды - n, cм2/с при tср
D14	!ERROR! D12 does not contain a number or expression	ρ=(-0,003*tср2-0,1511*tср+1003, 1)/1000	0,970	Средняя плотность воды ρ,т/м3 при tср
D15		G’=G*1000/(ρ*60)	773,024	Расход воды G’, л/мин
D16	!ERROR! D4 does not contain a number or expression	v=4*G:(ρ*π*(d:1000)2*3600)	1,640	Скорость воды v, м/с
D17	!ERROR! D16 does not contain a number or expression	Re=v*d*10/n	487001,4	Число Рейнольдса Re
D18	!ERROR! Cell D17 does not exist	λ=64/Re при Re≤2320 λ=0,0000147*Re при 2320≤Re≤4000 λ=0,11*(68/Re+∆/d)0,25 при Re≥4000	0,035	Коэффициент гидравлического трения λ
D19	!ERROR! Cell D18 does not exist	R=λ*v2*ρ*100/(2*9,81*d)	0,004645	Удельные потери давления на трение R, кг/(см2*м)
D20	!ERROR! Cell D19 does not exist	dPтр=R*L	0,464485	Потери давления на трение dPтр, кг/см2
D21		dPтр=dPтр*9,81*10000	45565,9	и Па соответственно D20
D22	!ERROR! D10 does not contain a number or expression	dPмс=Σ(ξ)*v2*ρ/(2*9,81*10)	0,025150	Потери давления в местных сопротивлениях dPмс в кг/см2
D23	!ERROR! Cell D22 does not exist	dPтр=dPмс*9,81*10000	2467,2	и Па соответственно D22
D24	!ERROR! Cell D20 does not exist	dP=dPтр+dPмс	0,489634	Расчетные потери давления dP, кг/см2
D25	!ERROR! Cell D24 does not exist	dP=dP*9,81*10000	48033,1	и Па соответственно D24
D26	!ERROR! Cell D25 does not exist	S=dP/G2	23,720	Характеристика сопротивления S, Па/(т/ч)2

Пояснения:

• значение D15 пересчитывается в литрах, так легче воспринимать величину расхода;
• ячейка D16 — добавляем форматирование по условию: «Если v не попадает в диапазон 0,25…1,5 м/с, то фон ячейки красный/шрифт белый».

Для трубопроводов с перепадом высот входа и выхода к результатам добавляется статическое давление: 1 кг/см2 на 10 м.

Оформление результатов

• Светло-бирюзовые ячейки содержат исходные данные – их можно менять.
• Бледно-зелёные ячейка — вводимые константы или данные, мало подверженные изменениям.
• Жёлтые ячейки — вспомогательные предварительные расчёты.
• Светло-жёлтые ячейки — результаты расчётов.
• Шрифты:
  • синий — исходные данные;
  • чёрный — промежуточные/неглавные результаты;
  • красный — главные и окончательные результаты гидравлического расчёта.

Результаты в таблице Эксель

Пример от Александра Воробьёва

Пример несложного гидравлического расчёта в программе Excel для горизонтального участка трубопровода.

Исходные данные:

• длина трубы100 метров;
• ø108 мм;
• толщина стенки 4 мм.

Таблица результатов расчёта местных сопротивлений

Усложняя шаг за шагом расчёты в программе Excel, вы лучше осваиваете теорию и частично экономите на проектных работах. Благодаря грамотному подходу, ваша система отопления станет оптимальной по затратам и теплоотдаче.

В последнее время автономная отопительная система становится все более востребованной. Большинство владельцев квартир отказываются от централизованного отопления, считая индивидуальную систему более надежной и качественной. При этом довольно часто основной причиной выбора именно автономной системы отопления становится ее доступность и экономичность. Конечно, изначально на приобретение необходимого оборудования и монтаж системы придутся потратиться. Однако все затраты окупаются довольно быстро, поскольку в дальнейшем обслуживание такой системы обходится значительно дешевле, чем ежемесячная оплата централизованного отопления. Конечно, экономичность автономной системы достигается только в том случае, если она была правильно подобрана и установлена. В связи с этим огромное значение приобретает гидравлический расчет системы отопления, который необходимо проводить заранее.

Для чего он нужен?

Прежде всего, следует понимать, что старая программа контроля функционирования отопительной системы значительно отличается от современной именно по причине различного осуществления гидравлического режима. Помимо этого, современные отопительные системы отличаются использованием более качественных материалов и технологий монтажа – что также отображается на их себестоимости и экономичности. Более того, современная система позволяет совершать контроль на всех этапах и замечает даже незначительное колебание температуры.

Можно сделать простой вывод: применение более качественной, модернизированной современной системы позволяет значительно снизить уровень энергопотребления, что, в свою очередь, ведет к повышению экономичности системы. Однако не следует самостоятельно монтировать отопительную систему, поскольку этот процесс требует специальных знаний и навыков. В частности, нередко проблемы возникают из-за неправильно установленного каркаса и отказа от проведения гидравлического расчета системы отопления. Что же важно учитывать при монтаже системы:

• только в случае правильно выполненного монтажа будет осуществляться равномерная подача теплоносителя ко всем элементам системы. А этот показатель – залог равновесия между регулярно изменяющейся температурой воздуха снаружи и внутри помещения.
• минимализация затрат на эксплуатацию системы (в особенности – топливной) приводит к тому, что значительно снижается гидравлическое сопротивление системы отопления.
• чем больше диаметр используемых труб – тем выше будет себестоимость отопительной системы.
• система должна быть не только надежной и качественно установленной. Важным фактором является и ее бесшумность.

Какую информацию получаем после того, как сделан гидравлический расчет отопления:

• диаметр труб, применимый на различных участках системы для ее максимально эффективной работы;
• гидравлическая устойчивость системы отопления в разных сегментах отопительной системы;
• тип гидравлической связки трубопровода. В некоторых случаях для достижения максимального равновесия отдельных процессов используется специальный каркас.
• расход и давление теплоносителя во время циркуляции в отопительной системе.

Конечно, расчет гидравлического сопротивления системы отопления является довольно затратным процессом. Однако следует учитывать то, что правильность его проведения дает возможность получения максимально точной информации, необходимой для создания качественной отопительной системы. Поэтому наиболее правильным является привлечение специалиста, а не попытка произвести данный расчет самостоятельно.

Перед тем, как будет проведен гидравлический расчет системы отопления онлайн, следует получить такие данные:

• равновесие показателей тепла во всех помещениях, которые необходимо будет отапливать;
• наиболее подходящий тип отопительных приборов, прорисовать на предварительном плане отопительной системы их детальное расположение;
• определение типа и диаметра используемых для монтажа системы труб;
• разработка плана запорного и направляющего каркасов. Помимо этого, важно до мелочей продумать расположение в системе всех элементов – от генераторов тепла до вентилей, стабилизаторов давления и датчиков контроля уровня температуры теплоносителя;
• создание максимально детального плана системы, на котором будут указаны все ее элементы, а также длина и нагрузка сегментов;
• определить расположение замкнутого контура.

Пример расчета гидравлики отопления

Приведем пример гидравлического расчета системы отопления. Возьмем отдельный участок трубопровода, на котором наблюдается стабильная теплопотеря. Диаметр труб не меняется.

Определить этот участок следует, основываясь на данных о тепловом балансе помещения, в котором он находится. Важно помнить – нумерация участков начинается от источника тепла. Помечаем связующие узлы, присутствующие на подающем участке магистрали прописными буквами.

В случае если на магистрали присутствуют узлы – их следует пометить небольшим штрихом. Используем арабские цифры для определения узловых точек, которые присутствуют в участках ответвления. При горизонтальной отопительной системе каждая из точек соответствует номеру этажа здания. В случае применения вертикальной системы значение точки соответствует значению стояка. Узлы, в которых происходит сбор потока, также следует отмечать штрихами. Следует отметить, что номера непременно должны состоять из двух цифр. Первая из них означает начало участка, ну а вторая, соответственно, – конец.

В случае применения вертикальной системы нумерацию стояков следует проводить арабскими цифрами, следуя при этом по часовой стрелке.

Для определения протяженности всех участков трубопровода следует использовать предварительно составленную детальную план-смету. При ее создании следует придерживаться точности 0,1 м. При этом тепловой поток участка, в котором происходят вычисления, равен тепловой нагрузке, отдаваемой теплоносителем в данном сегменте системы.

Показатели гидравлического расчета расчетного циркуляционного контура с учетом потерь давления на местные сопротивления на участках

Использование программ

В процессе моделирования новой постройки, наиболее рациональным является использование специальной программы, которая максимально точно определяет тепловые и гидравлические характеристики будущей отопительной системы. А можно использовать программу excel. При этом программа предоставляет такие данные:

• необходимый диаметр трубопровода;
• размер отопительных устройств;
• тип регулирования вентилей балансировки;
• уровень настройки регулировочных вентилей;
• уровень предварительного регулирования термостатических клапанов;
• настройку датчиков колебания давления в системе.

Конечно же, непосвященному пользователю будет крайне сложно провести самостоятельно расчет и гидравлическое испытание системы отопления. Наиболее правильным вариантом является обращение к специалисту, который имеет достаточный опыт в данной сфере. В случае, когда возможности привлечения профессионала нет, следует внимательно ознакомиться с методической литературой, в которой максимально детально описывается процесс проведения гидравлического расчета.

Назначение и область применения: Программа ПОТОК предназначена для выполнения теплогидравлического расчета 1-2 трубных, коллекторных (плинтусных, лучевых) систем теплохолодоснабжения или центрального водяного отопления теплоносителем - вода или раствор, с постоянным или скользящим перепадом температур (в случаи присоединения потребителей по однотрубной системе) в зданиях любого назначения с централизованным или раздельным теплоучётом.
Тёпло/холод передаётся в помещения местными нагревательными приборами, калориферами, фэнкойлами, с организованным и не организованным учётом тепла в системе. Сложные по конфигурации системы (однотрубные, бифилярные и двухтрубные стояки и пр.) можно разделять на отдельные расчётные блоки с последующим автоматическим объединением с целью гидравлической увязки и получения общей спецификации оборудования в формате MS Word и AutoCAD
Программа дает возможность рассчитывать системы отопления последовательно - соединенные по теплоносителю, системы с предвключенными нагревательными приборами.
Универсальность: Производители запорно-регулировочной арматуры Европы вместе со своею продукцией, для успешного её продвижения, предлагают собственные программы расчёта систем и подбора арматуры. Программы адаптированы под наши нормы. Но позволяют использовать в проекте только изделия своей фирмы и только для узкого спектра назначения зданий и конструктивных особенностей систем. Как правило, это двухтрубные системы. Заказчики проектно-сметной документации при смене партнёра по поставкам оборудования зачастую ставят проектные организации перед выбором: иметь в своём арсенале индивидуальные и освоенные программные системы всех потенциальных поставщиков или освоить только одну на все возможные проектные ситуации. И этой программой является ПС «ПОТОК».

Может поставлятся как в составе других программа комплекса TEPLOOV (ТЕПЛООВ), так и отдельно от программ комплекса TEPLOOV (ТЕПЛООВ)

Дополнительные функции:

Проектируемые системы могут быть:
. Отопления;
. Теплые полы;
. Холодоснабжения;
. Теплоснабжения (калориферов, технологического оборудования);
. С ручным и автоматическим регулированием расхода тепла и гидравлической устойчивости. С установкой балансовых клапанов, термостатических вентилей;
. Отопление местными приборами совмещённое элементами с теплоснабжением, теплыми полами;
. Внутриплощадочные теплосети;

По способу учёта затрат на отопление
а) Не организованный учёт тепла
б) Поквартирная - каждая квартира (офис, магазин и т.п.) имеет свой источник тепла и гидравлически системы отопления между собой не связаны - считать отдельно без объединения.
в) Системы с раздельным учётом тепла по владельцам (квартир, офисов, магазинов и т.п.) - считать отдельно и объединить.

По присоединению нагревательных приборов при формировании стояков:
а) однотрубные;
б) двухтрубные;
в) бифилярные;

По расположению магистралей:
а) с верхней разводкой;
б) с нижней разводкой с обычными и П - Т- образными стояками;
в) с "опрокинутой циркуляцией";
г) с единой нижней магистралью с последовательным присоединением П. - образных стояков;

По направлению движения воды:
а) вертикальные или горизонтальные;
б) с тупиковым движением в магистралях;
в) с попутным движением в магистралях;
г) лучевые:
д) коллекторные;
е) с бифилярным движением в приборах;

По приборным (односторонним или двухсторонним) узлам:
а) проточные;
б) регулируемые;
в) с термостатами Danfoss , HERZ , Far , Watts , Comap , IMI (Heimeier, Tour Andersson ) Oventrop и др.
г) с подмешивающими модулями для тёплых полов Far , Watts , Oventrop
д) проточно-регулируемые;
е) с редукционными вставками.

По теплоносителю:
а) сетевая перегретая вода от ТЭЦ (с подбором элеватора);
б) местный источник тепла;
в) незамерзающие растворы;
По источнику, побуждающему циркуляцию:
а) насосные;
б) гравитационные;

B системе отопления могут быть использованы нагревательные приборы прошлых лет, выпускаемые промышленностью СНГ или поставляемые фирмами Италии, Германии, Чехии и др. База приборов постоянно пополняется автором, в том числе и по материалам, предоставляемых пользователями.
Кроме того, система отопления местными нагревательными приборами может быть совмещена с теплоснабжением калориферов и/или электрических калориферов типа FC-205C - FC-805C, теплоснабжением технологического оборудования. При этом осуществляется совместный расчёт системы, готовятся необходимые проектные материалы.

Как запорно-регулирующей арматуры в узлах нагревательных приборов используются краны двойной регулировки, трехходовые краны, термостаты и вентили.
Рекомендуется при конструировании новых систем в обязательном порядке у приборов устанавливать термостаты, на стояках - автоматические балансовые клапаны. Это позволит избежать установки дроссель-шайб, устранить огрехи конструирования, расчёта и монтажа, обеспечить экономию тепла за весь отопительный период, что очень быстро перекроет некоторое увеличение капитальных затрат. Использование двухтрубной разводки также приводит к значительному сокращению эксплуатационных затрат.

Расчёт систем отопления выполняется с учётом дополнительных потерь тепла за счет:
а) размещения приборов у наружных стен;
б) остывания воды в неизолированных магистральных трубопроводах;
в) за счет округления поверхности нагрева приборов.

В связи с этим, для частичного возмещения дополнительных потерь тепла проектируемой системой, предусматривается увеличение расчётного количества тепла (теплоносителя) на вводе.

Диаметр любого участка может быть задан , либо определен расчетом .
Диаметры трубопроводов может быть определён программой не менее указанного пользователем.
При подборе диаметров магистралей предусмотрено соблюдение условия телескопичности.

Справочно-техническая информация, необходимая для решения задачи, включает в себя сортамент разнообразных труб, базу нагревательных приборов, теплотехнические данные запорно-регулирующей арматуры.
Вся справочно-техническая информация вынесена за пределы программы и сформирована в библиотеку технической информации с возможностью постоянной корректировки по мере освоения выпуска промышленностью новых изделий и материалов.

При проектировании систем с попутным движением теплоносителя в ветках, со стояками на 1-2 этажа, с резко разнонагруженными стояками в системе и т.п. целесообразно подключать блок установки шайб на магистралях веток, если не используются автоматические балансовые клапаны. Программа настроена на проектирование без установки шайб на магистралях.

Входные данные
Данные о геометрии системы, нагрузки на приборы, информация о поставщиках оборудования и принятой номенклатуре изделий, материал труб стояков, магистралей. Ввод данных производится в очень простой и продуманной форме. ()

Выходные данные

Все расчётные характеристики системы в табличной форме для внесения на планы и схемы, автоматическое формирование паспорта и спецификации оборудования системы в формате Word.

Комплект поставки
Программа, программная документация, на компакт-диске (CD), ключ электронной защиты (сетевой или локальный вариант)..

Электронная программа для расчетов

Расчет отопительной системы очень важен при проектировании частного дома. Правильно обустроенный обогрев будет не только залогом комфортной температуры, позволит оптимизировать затраты на отопление, но и гарантирует бесперебойную работу водоснабжения, канализации, электроприборов, а также других систем и устройств в холодное время года. Для упрощения проектирования и исключения математических ошибок (минимизации человеческого фактора) используют специальные программы для расчета отопления.

Практическое использование программ для расчета отопления

Целью расчета отопительной системы является определение требуемого количества тепловой энергии для каждого помещения. Это необходимо, чтобы затем установить соответствующее число приборов обогрева нужной мощности. В случае, когда предполагается отапливать дом водяной системой с использованием котла, вычисляют также суммарную тепловую мощность для всех помещений.

Значения этих величин выражаются и рассчитываются как тепловые потери отдельных комнат и всего здания. Они состоят из потерь тепла, происходящих через окна, двери, потолок, стены и другие пути. При этом требуется учитывать теплоизоляционные свойства, а также толщину материалов и конструкций, через которые происходит энергообмен с внешней средой. Также принимаются во внимание нормы тепловых потерь для помещений разных типов - бытовых, жилых, ванных, кухонь, коридоров - и климатическая зона. В расчет берется довольно много различных факторов, и используется столько же коэффициентов.

В случае водяного отопления наиболее точные вычисления предполагают также определение расстановки радиаторов по отдельным комнатам и конфигурации разводки труб. Стоит учитывать, что отопление не только обеспечивает обогрев, но и снабжает дом горячей водой для разных нужд. В любом частном жилище на кухне есть мойка, имеется ванная, душевая, а, возможно, еще и джакузи. Все это требует как холодной, так и горячей воды. Поэтому необходимо учесть потребности энергии на подогрев теплоносителя для этих целей.

Очевидно, что расчет отопления – достаточно кропотливая работа, и выполнить ее вручную довольно сложно. Поэтому разработаны специальные программы - как бесплатные, так и платные - типа Audytor SANKOM Sp, KAN (OZC), Oventrop CO, ЗАО ПОТОК и тому подобные. Они позволяют учесть все факторы, исключают непроизвольные ошибки и упрощают расчет отопительной системы.

Любая программа из перечисленных выше предполагает изображение в ней всех помещений дома и разметку разводки, типа обвязки - двух- или однотрубной - ввод запрашиваемых характеристик строения и других данных. Этими программными продуктами пользуются современные проектировщики, но для непрофессионала этот вариант все-таки сложен.

Программа вычисления по усредненным показателям

Проектирование внутренней системы отопления

В то же время существуют упрощенные алгоритмы и программы вычисления по усредненным показателям. Они позволяют с достаточной точностью сделать расчет отопления для дома и просты в применении.

Один из вариантов представляет собой следующую формулу:

Qт=WxSxZ1xZ2xZ3xZ4xZ5xZ6xZ7, где

Qт - тепловые потери помещения или дома в Вт

W- средняя удельная величина потерь, составляющая 100 Вт/м 2

S- площадь всего дома или отдельного помещения в м 2

Z1 – коэффициент потерь тепла через окна, зависящий от типа остекления и имеющий следующие значения:

• Обычное двойное стекло - 1,27.
• Стеклопакет двойной - 1,0.
• Стеклопакет тройной - 0,85.

Z2 – коэффициент потерь тепла через стены, зависящий от их материала и качества теплоизоляции:

• Плохая изоляция - 1,27.
• Утеплитель толщиной 150 мм или стена в 2 кирпича - 1,0.
• Теплоизоляция хорошая - 0,85.

Z3 – учитывает зависимость тепловых потерь от соотношения площади остекления (окон) помещения к площади пола. Он, соответственно, равен:

• При соотношении 10% - 0,8.
• 20% - 0,9.
• 30% - 1,0.
• 40% - 1,1.
• 50% - 1,2.

Типичная схема

Z4 – учитывает климатическую зону и основан на средней минимальной температуре. Его величина:

• При -10ºС - 0,7.
• -15ºС - 0,9.
• -20ºС - 1,1.
• -25ºС - 1,3.
• -35ºС - 1,5.

Z5 – учитывает число стен, смежных с улицей. Составляет:

• Для одной стены - 1,1.
• Двух стен - 1,2.
• Трех стен - 1,3.
• Четырех стен - 1,4.

Z6 – коэффициент потерь через потолок, зависящий от типа помещения, находящегося над рассчитываемым:

• Чердачное помещение холодное - 1,0.
• Чердачное помещение теплое - 0,9.
• Обогреваемое помещение - 0,8.

Z7 – учитывает высоту потолков в комнатах:

• Для высоты 2,5 м - 1,0.
• 3,0 м - 1,05.
• 3,5 м - 1,1.
• 4,0 м - 1,15.
• 4,5 м - 1,2.

Схема отопления напольным газовым чугунным котлом

Выполним примерный расчет. Допустим, дом состоит из четырех смежных друг с другом комнат по 18 м 2 , имеющих по две наружные стены на каждую. Окна представляют собой двойной стеклопакет, а соотношение окон и пола по площади во всех помещениях равно 20%. Стены из кирпича, высота потолков 3 м, а над помещениями располагается холодный чердак. Температура на улице -25ºС. Согласно приведенным данным можно сразу подсчитать тепловые потери всего дома, так как его помещения обладают одинаковыми параметрами. Общая площадь постройки составляет S =18×4=72 м 2 .

А коэффициенты, соответственно -Z1=1,0, Z2=1,0, Z3=0,9, Z4=1,3, Z5=1,2, Z6=1,0, Z7=1,05.

Qт=100 Вт/м 2 x72м 2 x1,0x1,0x0,9×1,3×1,2×1,0x1,05=10614 Вт.

Таким образом, для отопления дома из примера требуется котел мощностью около 11 кВт.

Заключение

Радиатор в квартире

Расчет отопления по предложенной формуле и программе основан на использовании средних показателей. Этот метод можно применять для вычисления приблизительной мощности отопительной системы жилого частного дома. В случае сложного отопления, включающего подогрев бассейна, кондиционирование и вентиляцию, а также при расчете системы обогрева производственных объектов и организаций общественного питания требуется обращаться в специализированные проектные организации.

Примерный подбор оборудования для отопления при расчете по средним показателям приемлем и тогда, когда целесообразнее предусмотреть определенный запас мощности теплового генератора, чем платить за работу проектной организации. Потому что стоимость услуг по проектированию может оказаться выше затрат на избыточную мощность. Окончательную комплектацию системы отопления и оборудования во всех случаях необходимо согласовывать со специалистами.