Як виконується гідравлічний розрахунок опалювальної системи?

Для приватного будинку часто просто неможливо встановити централізовану систему опалення, тому застосовується автономна. Про те, що вона набагато ефективніша, ніж звичайна, говорити не варто, так як саме автономне опалення дозволяє створити комфортну атмосферу, забезпечити економію енергії. Хоча на організацію опалення спочатку і доведеться витратити певні зусилля і фінансові витрати. Щоб система стала дійсно ефективною, необхідно не тільки змонтувати її правильно, але і зробити попередні розрахунки, які дозволять закупити обладнання саме тієї потужності, яка потрібна в конкретному випадку.

Саме для цього застосовується гідравлічний розрахунок системи опалення, який і допомагає впоратися з таким завданням. Прийнято використовувати спеціальний калькулятор і програми, які дозволять виконати всі розрахунки опалювальної системи в точності. Що ж являє собою такий розрахунок, які його завдання, особливості виконання? Познайомимося з основними формулами, які вимагає розрахунок однотрубної системи опалення або двотрубної.
Що таке гідравлічний розрахунок?
Навіщо потрібен гідравлічний розрахунок? Справа в тому, що сьогодні для монтажу опалювальної системи застосовуються зовсім інші матеріали і рішення, схема відрізняється від тієї, яку застосовували раніше. Вона включає в себе складне обладнання, використання різних прийомів монтажу.

Саме гідравлічний розрахунок дозволяє зробити установку опалення ефективної і економною, тобто використовує мінімальні енерговитрати при максимальній віддачі.

Дотримання таких ключових умов для опалювальної системи забезпечується наступним:

• для опалювальних приладів системи теплоносій повинен подаватися в правильно розрахованому кількості, що дозволяє забезпечити необхідний баланс температури зовні і всередині приміщення при заданих показниках;
• мінімізація всіх витрат, необхідних на обслуговування. Це в першу чергу стосується енергії, спрямованої на подолання існуючого гідростатичного опору всієї системи;
• забезпечення мінімізації фінансових вкладень при розрахунках для установки опалювального обладнання. Це стосується всіх вузлів схеми, включаючи діаметр труб, які будуть використані при монтажі;
• якщо розрахунок виконаний правильно, то вся система буде працювати надійно, стабільно, безшумно, її обслуговування можна буде звести до мінімуму, як і витрати на енергію.

Система опалення перед монтажем обовязково вимагає проведення таких розрахунків, особливо якщо вона планується для великого двоповерхового будинку. За допомогою такого розрахунку можна визначити наступні параметри:

• можливі гідравлічні втрати для різних ділянок системи;
• необхідний діаметр трубопроводу, вибір якого залежить від доцільною швидкості руху теплоносія;
• гідравлічна увязка для окремих гілок системи. При цьому буде використана спеціальна регулююча арматура, яка дозволяє забезпечити динамічне балансування при будь-яких режимах роботи;
• розмір втрат тиску для теплоносія.

Увага: гідравлічний розрахунок є важливою, відповідальною складовою всієї роботи з проектування системи водяного опалення для будинку. Робота ця дуже складна, її найкраще проводити за допомогою спеціалізованої програми або довірити фахівцеві, так як помилки можуть привести до того, що опалення просто вийде з ладу при його запуску. Наведені формули є ознайомлювальними. Якщо ви не впевнені в своїх силах, довірте проектування професіоналам.

Що необхідно для виконання розрахунку?
Щоб зробити гідравлічний розрахунок, буде потрібно виконання деяких попередніх робіт, що включають в себе:

• визначення показників теплового балансу для приміщень;
• визначення типу приладів опалення, які будуть монтуватися, їх теплообмінних поверхонь, місце розташування на планах приміщення;
• розводка опалювальної сітки, трасування всієї магістралі;
• тип трубопроводу, наявність регулюючої, запірної арматури, вентилів, клапанів, регуляторів тиску, терморегуляторів та іншого;
• складання схеми, яку буде мати система опалення, з зазначенням всіх довжин ділянок і номерів теплових навантажень.

Для проведення розрахунків системи опалення рекомендується користуватися спеціальними програмами, які виконають цю роботу набагато швидше і якісніше. Багато сайтів сьогодні пропонують спеціальні розрахункові калькулятори, які швидко нададуть такі дані, як:

• діаметр трубопроводу для циркуляції теплоносія;
• розміри використовуваних опалювальних приладів;
• правильна настройка балансувальних вентилів та регулюючого обладнання;
• настройка для термостатичних клапанів;
• настройка для регуляторів перепадів тиску системи.

Завдання гідравлічного розрахунку
Гідравлічний розрахунок переслідує виконання таких завдань:

• правильна подача теплоносія, який використовує система опалення, забезпечення теплового балансу за умови змін зовнішньої температури;
• мінімізація витрат на експлуатацію системи, подолання загального гідравлічного опору для системи;
• мінімізація фінансових вкладень для планування і монтажу опалення;
• забезпечення надійності, стабільності роботи, зведення можливості неполадок до мінімуму.

Щоб вирішити ці завдання, гідравлічний розрахунок вимагає в процесі виявити деякі моменти, серед яких:

• визначення діаметра труб на окремих ділянках, за допомогою яких буде подаватися теплоносій, забезпечення необхідної швидкості руху теплоносія;
• розрахунок гідравлічної втрати тиску на окремих ділянках магістралі;
• виконання увязки окремих вузлів з використанням регулюючої арматури. Система опалення повинна бути повністю збалансованою, щоб її робота стала безперебійної та ефективної;
• розрахунок по витраті теплоносія, необхідної енергії для роботи всієї опалювальної системи.

Особливості виконання розрахунку
Особливістю проведення такої роботи, як гідравлічний розрахунок, є володіння певним рівнем знань з гідравліки. Саме тому всі розрахунки по опаленню рекомендується довіряти тільки фахівцям в цій області, які зможуть забезпечити стабільність роботи, надійність і довговічність. Хоча самі ви теж можете все підрахувати і потім звірити результати. Сьогодні пропонується безліч калькуляторів, але вони також вимагають введення певних початкових даних, без яких починати сам розрахунок просто неможливо. Розглянемо основні дані, які потрібні для проведення такого роду розрахунків.

Опір в трубопроводах: що додавати і віднімати?

Цей параметр показує, який саме перепад тиску буде відчувати система опалення в процесі своєї роботи. Заміряти його можна таким чином: з показання манометра на трубі, що подає слід відняти свідчення на манометрі зворотного трубопроводу, в результаті виходить значення втрати тиску на певній ділянці. Такий перепад тиску створює насос, тобто розрахунок повинен враховувати і потужність подібного подає обладнання. На етапі проектування немає можливості брати реальні цифри, тому що трубопроводи та манометри ще не встановлені. Саме для цього випадку є спеціальні формули, які і допомагають виконати гідравлічний розрахунок, не вдаючись до монтажу пробної ділянки, що дуже затратно в фінансовому відношенні.

Розглянемо приклад.

Для трубопроводу використовується металопластикова труба на 16 мм з внутрішнім діаметром в 12 мм. Її довжина - 40 метрів. Витрата в контурі складає 1,6 літра в хвилину, поворотів в системі на 90 ° - тридцять штук. Для теплоносія (води) температура становить 40 °.

Спочатку розрахунок включає в себе визначення швидкості течії теплоносія за формулою: V = 4Q / nD²= 0,24 метра за секунду (n = 3,14). Після цього знаходиться число Рейнольдса за формулою Re = VD / v = 4430.

Гідравлічний розрахунок залежить і від шорсткості труби, обчислити яку можна за двома формулами і спеціальними табличних даних. Наприклад, використовується формула Блазиуса: = 0,3164 / Re^0,25= 0,039. Опір на поворотах трубопроводу, які має система опалення, становить 0,4 метра (висота множиться на кількість, тобто 0,00091 метра * 30 = 0,0273, після чого до отриманого значення додається опір 0,0273 + 0,38 = 0 , 4 метра).

Втрата напору, яку має система опалення, включає в себе використання табличних даних, отримати які можна із спеціального довідника. Це коефіцієнт опору матеріалу труб, швидкість руху теплоносія (його вже вирахували), прискорення вільного падіння (становить 9,81). При розрахунках тиску, яке повинна мати система опалення, необхідно враховувати і такі дані, як тип поворотів труби, опір радіаторів, наявність плавних або колінних поворотів, опір на вході і на виході магістралі. Тільки за умови врахування всіх даних можна з упевненістю сказати, що система опалення розрахована вірно, можна приступати до планування.

Виконання розрахунків гідравлічного тиску для опалювальних систем - це важлива умова при проектуванні. В даному випадку можна дізнатися не тільки необхідні параметри для окремих вузлів, але і розрахувати швидкість руху теплоносія, необхідні дані для здійснення регулювання окремих вузлів. Розрахунки ці дуже складні, їх не рекомендується виконувати вручну, для цього є спеціальні калькулятори та програми. Також краще всього довірити цю справу фахівцям, як і проектування всього опалення будинку.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!