Как рассчитать объем теплоносителя в системе отопления

Калькулятор расчета общего объёма системы отопления

Иногда у владельцев домов или квартир, в которых установлено автономное водяное отопление, возникает потребность точно определить общий объем системы. Чаще всего это связано с необходимостью проведения тех или иных профилактических и регламентных работ, в ходе которых придется полностью опорожнить систему, а затем – заполнить ее новым теплоносителем. При использовании обычной воды это, возможно, не столь актуально (хотя и ее желательно правильно подготовить к такой «миссии»), но когда приобретается специальный теплоноситель, который может стоить недешево, для планирования покупки без знания объема не обойтись.

Калькулятор расчета общего объёма системы отопления

Информация об объеме системы отопления бывает необходима и для других нужд. Так, например, это значение в обязательном порядке потребуется для правильного подбора расширительного бака. Некоторые расчеты, проводимые при модернизации системы и замене того или иного оборудования, также могут потребовать эту величину для подстановки в теплотехнические формулы. Одним словом, знать такой параметр – никогда не будет лишним. А определиться с ним поможет расположенный ниже калькулятор расчета общего объёма системы отопления.

Цены на расширительные баки

В ходе расчета могут возникнуть неясности – на этот случай ниже калькулятора размещены необходимые пояснения.

Калькулятор расчета общего объёма системы отопления

Пояснения по проведению расчетов

Главный редактор проекта Stroyday.ru. Инженер.

Итак, если нет никакой возможности промерить объем системы отопления экспериментальным путём (например, аккуратно заполняя ее из водопровода, с засечкой показаний счетчика расхода воды), то придётся провести математические вычисления. Сводятся они к тому, что проводится суммирование объемов всех установленных в системе приборов и трубных контуров. Часть значений – должна быть уже известна, остальные можно рассчитать, используя геометрические формулы объема.

• Объем теплообменника котла – это значение всегда есть в технической документации любой модели.
• Объём расширительного бака. Он тоже должен быть известен владельцам. То, что любой бак никогда не должен быть заполнен доверха, учтено в программе калькулятора.

Кстати, иногда требуется решить и несколько другую задачу – узнать объём системы без расширительной емкости, именно для правильного ее подбора. В этом случае на слайдере «объем расширительного бака» необходимо поставить значение «0», и полученное итоговое значение и станет исходным пунктом для выбора оптимальной модели.

Как проводится расчет расширительного бака?

Это – обязательный элемент системы отопления, который должен в полной мере соответствовать ее параметрам. Как провести расчет необходимого объема мембранного расширительного бака – читайте в публикации, посвящённой созданию системы отопления закрытого типа .

• Следующая позиция – это объем установленных приборов теплообмена. Для разборных батарей можно указать количество секций и их тип – объем наиболее распространенных радиаторов уже внесен в программу расчета. Если радиаторы или конвекторы неразборные, то указывается их емкость по паспорту и, соответсвенно, количество приборов.

Если в доме смонтированы теплые полы, то расчет будет произведен по суммарной длине контуров и типу использованных для этого труб. В базу данных программы заложены необходимые параметры для контуров из металлопластиковых труб и для неармированных РЕХ — из сшитого полиэтилена.

• Значительная часть общего объёма системы отопления всегда приходится на контуры – трубы подачи и «обратки». Характерно, что при монтаже нередко используются из различные типы, причем не только по внешнему диаметру, но и по материалу изготовления. А так как у разных типов могут существенно отличаться внутренние диаметры (из-за отличающейся толщины стенок при равенстве внешних диаметров), то это сказывается и на объемах.

В алгоритме расчета это учтено. Необходимо только заранее промерить длину участков каждого из типа труб, а потом указать их в соответствующих полях ввода данных калькулятора. Например, в системе использованы стальные трубы ВГП. Отмечаем в калькуляторе, что да, они имеются – и появляется группа слайдеров, в которых останется только ввести длину участков для каждого их существующих стандартных диаметров. Если какого-то диаметра в системе нет, то оставляется значение длины по умолчанию, то есть «0».

Точно так же организован ввод данных и подсчет объёма и для других типов – металлопластиковых и армированных полипропиленовых труб.

Как рассчитать объем теплоносителя. Простая формула.

Теплоносители – это специальные реагенты, нагреваемые котлами и передающие тепло радиаторам для обогрева пространства. Для этой цели подходят только жидкости, поскольку необходимо давление для равномерного распределения по всей системе, а также последующей замены этого реагента на новый.

Теплоносители используются в любых отопительных системах: радиаторах автомобилей, котельных, промышленных котлах, системах кондиционирования, вентиляции и так далее. Отопление жилых помещений, промышленных цехов, торговых центров и любых других помещений было бы невозможно без них.

Популярные виды теплоносителей

1. Вода. Активно используется при отоплении домов и квартир. Для избегания коррозии воду необходимо дополнительно фильтровать или использовать уже подготовленную, например, специализированную воду Kraft.
2. Спиртосодержащие растворы. Прямой аналог воды, содержит большой процент этилового спирта, чтобы теплоноситель не замерзал при отрицательных температурах. Пример — этиленгликоль Thermagent -30.
3. Антифриз. Особо текучее вещество, имеющее большую теплоемкость. Активно применяется для непостоянного обогрева небольших помещений. Лучший антифриз — HotPoint 30 Ultimate ECO.
4. Масло. Используется в крупной промышленности. Требует большей энергии для нагрева, но гораздо дольше остывает.

Вычисление объема теплоносителя

Зачем нужно рассчитывать оптимальное количество теплоносителя

Неправильный объем теплоносителя негативно влияет на многие элементы оборудования. Если его мало, то энергия, переходящая в тепло, будет передаваться не жидкости, а корпусам нагревательных элементов. Перегрев может надолго вывести оборудование из строя, а то и вовсе привести его к полной потере.

Также при недостатке теплоносителя его место занимает воздух. В отопительных системах важно исключить наличие воздуха в контуре, поскольку он мало того, что снижает концентрацию самого теплоносителя и, соответственно, снижает КПД системы, но и приводит к окислению материалов, что ведет к коррозии и последующим поломкам.

В свою очередь, если теплоносителя будет слишком много, то при нагреве будет превышено давление. В лучшем случае это приведет к срыванию клапанов, прорывам в системе, многочисленным протечкам и даже взрывам.

Этих фактов достаточно, чтобы понять важность правильного расчета теплоносителя, ведь это избавит вас от множества проблем в виде простоя, финансовых и временных затрат, ремонта и замены оборудования, а также прозябания на холоде.

Формула расчет объема теплоносителя

Поскольку наличие воздуха в контуре отопительного оборудования снижает теплопроводимость и негативно влияет на работоспособность, необходимо правильно рассчитывать количество теплоносителя. Для этого нужно суммировать внутренний объем всех элементов системы, предназначенных для его содержания.

Как правило, отопительная система состоит из следующих частей:

• Расширительный бак
• Котел отопления
• Соединительные трубы
• Радиаторы

В некоторых случаях также используются резервные баки с теплоносителем для компенсации испарения жидкости, но они не используются при расчете объема системы.

Формула расчета объема отопительной системы

V системы = V расширительного бака + V котла + V всех труб + V всех радиаторов

В случае покупки сертифицированного оборудования, объемы всех элементов должны быть указаны в технической документации, но длина и, соответственно, объем труб всегда зависит от конкретного помещения и системы, потому их придется считать вручную. Для этого необходимо поперечное сечение (S) трубы умножить на ее длину (L). Само же поперечное сечение высчитывается умножением внутреннего радиуса трубы (R) на математическую константу Пи (π), равную 3,14.

Формула расчета объема труб

Теперь, зная объем своей отопительной системы, необходимо заполнить ее соответствующим количеством теплоносителя. Но здесь есть определенный нюанс. Как известно, любые материалы при нагревании расширяются, потому, при полном заполнении контура в процессе разогрева наполнителя, могут лопнуть клапаны и сорваться крышки.

Чтобы этого избежать, следует учитывать коэффициент расширения жидкости при определенной температуре. Так, этиленгликоль при 40°С увеличит свой объем на 0,75%, а при 110°С на 5,15%. Коэффициенты расширения каждого теплоносителя можно найти в технической документации или уточнить у производителя. Владея полученной информацией, вы можете корректировать объем жидкости.

Пример расчета объема теплоносителя

Предположим, что ваше помещение отапливается с помощью одного стандартного стального радиатора с 10 секциями (каждая секция вмещает 0,45 литра). Нагревательный котел емкостью 10 литров находится в соседней комнате в 5 метрах по прямой от него, и они соединены стандартной трубой с внутренним радиусом 15 мм. Расширительный бак имеет емкость 0,5 литра.

V трубы = 0,15*3,14*5 = 2,35 литра

V радиатора = 0,45*10 = 4,5 литра

V системы = 2,35+4,5+10+0,5 = 17,35 литра

Но это еще не конец. 17,35 литра – это емкость самой системы, тогда как при нагреве объем теплоносителя увеличится. Допустим, при отоплении мы используем вышеупомянутый этиленгликоль, разогретый до тех же 110°С, соответственно его количество увеличится на 5,15%. Уменьшаем этот объем на данный коэффициент:

17,35*(100-5,15)/100 = 16,45 литра

Примечание: если мы зальем в нашу систему 16,45 литра этиленгликоля, и он увеличится на 5,15%, то получится лишь 17,3 литра, но 50 мл объема можно считать технической погрешностью и данный объем воздуха слишком мал для нанесения вреда оборудованию.

Именно столько понадобится этиленгликоля для нашей системы. Поскольку никогда нельзя исключить вероятность протечек, а также с учетом испарения жидкости, стоит покупать с запасом.

Заключение

Теперь вы знаете, как правильно рассчитывать объем теплоносителя в отопительных системах. Если все-таки подобные вычисления не вызывают у вас ничего, кроме головной боли, вы всегда можете обратиться за помощью к нашим менеджерам по тел. +7 (495) 139-60-20 или +7 (965) 230-51-17 и получить полную консультацию по любому вопросу.

Расчет объема теплоносителя

Сталкиваясь с необходимостью монтажа или реконструкции отопления, многие из нас задаются вопросом, как рассчитать достаточное количество рабочей жидкости для эффективной работы отопления. В первую очередь нужно понимать, что общий показатель будет зависеть от суммарного значения объема всех элементов отопительной системы.

Чаще всего в качестве рабочей жидкости применяется вода. Но в силу большого количества негативных характеристик эффективным альтернативным решением может стать антифриз. Такая жидкость не замерзает при понижении температуры окружающей среды до критической для воды отметки и вследствие не повлечет за собой разрушение узлов системы.

Чтобы теплоноситель отвечал необходимым требованиям идеального переносчика тепла требуется:

• Хороший коэффициент теплоотдачи теплоносителя
• Небольшая вязкость
• Низкая расширяемость при замерзании
• Небольшая текучесть
• Нетоксичность
• Дешевизна

Сохранение комфортного температурного микроклимата необходимо в жилых, коммерческих и промышленных помещениях. Для этого используют автономные и централизованные системы отопления. В системе участвует котельная или отдельный котел, инженерное оснащение в виде труб для соединения сети, а также теплообменники – радиаторы отопления. По системе циркулирует вода или специальная жидкость – теплоноситель.

Нормы температур в жилых помещениях строго регулируются ГОСТами Р 51617-2014, ГОСТ Р 51617-2000. От этих требований и будут зависеть температуры теплоносителей в системе отопления.

Теплоноситель нужен после монтажа новой отопительной системы, после её ремонта или реконструкции.Перед заполнением системы отопления требуется определить точное количество теплоносителя, для того чтобы заранее купить или подготовить необходимый объем. Также нужно собрать информацию про паспортный объем всех отопительных приборов и трубопроводов.

Для наиболее распространённых элементов теплосетей объёмы теплоносителя таковы:

• Секция современного радиатора (алюминиевого, стального или биметаллического) — 0,45 литра
• Секция радиатора старого типа (чугунного, МС 140-500, ГОСТ 8690-94) – 1.45 литра
• Погонный метр трубы (15 миллиметров внутренний диаметр) — 0,177 литра
• Погонный метр трубы (32 миллиметров внутренний диаметр) — 0,8 литра

Вычисление объема теплоносителя

Чтобы рассчитать объем, нужно знать мощность отопительной системы (кВт), количество требуемого теплоносителя для передачи 1 кВт тепла берется усредненным – это порядка 15 литров. Подставляя значения в формулу несложно определить расход:

Nx15 л = V

где N – мощность системы, 15 л – количество теплоносителя для передачи 1 кВт тепла, а V – объем теплоносителя. Такой метод приблизительный и с его помощью точный параметр не узнать. Также недостаточно одного расхода, необходима и вместимость расширительного бака.

При нагревании начальный объем жидкости увеличивается, и происходит рост давления. Для компенсации давления используют расширительный бачок. Для вычисления объема бачка используют следующую формулу:

(SxE) /d=V

где S – общий объем всех составляющих системы теплоснабжения, E – коэффициент расширения жидкости, (%). Для каждой жидкости он отличается, для воды его значение — 4%, а для антифриза – 4,4%. Делителем в формуле является коэффициент производительности расширительного бака – d. С помощью вычисления определяется V – объем расширительного бака.

Формула расчета объема теплоносителя

Теперь приведем формулу расчета объема теплоносителя в системе:

V=V(радиаторов)+V(труб)+V(котла)+V(расширительного бака)

Каждая отопительная система обладает рядом значимых характеристик – номинальную тепловую мощность, расход топлива и объем теплоносителя. Расчет объема теплоносителя требует комплексного и скрупулезного подхода. Так, вы сможете выяснить, котел, какой мощности выбрать, определить объем расширительного бака и необходимое количество жидкости для заполнения системы.

Большая часть теплоносителей на основе этиленгликоля используются в теплообменных системах в качестве всесезонной рабочей жидкости. Не требуют замены по сезонам, тем самым создавая беспрерывный режим работы оборудования. Используются в автономных циркуляционных отопительных системах.

Важно помнить, что ввиду своей токсичности, этиленгликоль недопустимо использовать для обогрева бытовых помещений. Нельзя также использовать его для открытых систем.

Подвергаясь нагреву до 105-110°С теплоноситель на основе ЭГ не теряет своих рабочих характеристик. Карбо-присадки в составе некоторых теплоносителей увеличивают срок службы всех элементов и узлов системы отопления или охлаждения.

Теплоносители имеют температуру начала кристаллизации в интервале от -18 °С до -65 °С в зависимости от предъявляемых требований и климатических условий использования.

Компания «SVA» производит также незамерзающие теплоносители на основе водного раствора концентрата смеси моноэтиленгликоля, ди- и триэтиленгликолей и имеющий пакет присадок, произведенных на базе солей неорганических кислот. Они адаптированы под специфические условия эксплуатации и производятся согласно техническим заданиям заказчика.

Теплоносители на основе пропиленгликоля – рабочие среды, представляющие собой водные растворы пропиленгликоля в различной концентрации, в которые добавлен пакет присадок, повышающий эксплуатационные параметры всесезонных низкозамерзающих составов (жидкостей охлаждающих для теплообменных систем – ГОСТ 33341-2015). Они предназначены к применению для поглощения, отвода и передачи тепла (холода) на промышленных предприятиях, промысловых объектах нефтегазодобычи, объектах обустройства месторождений, в системах отопления и кондиционирования жилых, офисных, социальных зданий и сооружений, а также в аппаратах технологических процессов различных производств. Теплоносители из пропиленгликоля полностью безопасны при работах, предусматривающих заполнение отопительных систем. В отличие от этиленгликоля, имеет более высокую теплоемкость, обеспечивает эффект смазывания.

Компания SVA предлагает теплоноситель для системы отопления на основе глицерина. Глицериновые теплоносители — эффективный вариант жидкости, который способен работать круглогодично при любых условиях окружающей среды. Материал защищает от коррозионного воздействия, производится с учетом требований современных теплообменников в разных сферах использования.

Заключение

Отопление является одной из наиболее важных систем, нарушения в водо- и электроснабжении можно пережить, а без тепла в зимнее время будет туго. Необходимо знать, что эффективность отопления определяется еще в процессе проектирования. От количества батарей и их расположения будет зависеть температура в здании, распределение тепла по помещениям и этажам здания – все эти задачи решает правильный расчет отопления. Он позволяет определить потребное количества тепла для поддержания комфортной среды в холодное время года.

Как рассчитать объем воды в системе отопления, радиаторах, трубах.

Это необходимо для понимания какой оптимальный объем может прогреть ваш котел или другой источник тепла. Параметры труб очень сильно влияют на данный показатель: при наличии насоса вы смело можете выбрать трубу меньшего диаметра и установить больше секций отопления.

Если выбрать трубы большого диаметра, то при максимальной мощности котла можно получить недогрев теплоносителя: большой объем воды будет раньше остывать, прежде чем дойдет до крайних точек системы отопления. Что в свою очередь приведет к дополнительным финансовым расходам.

Приблизительный расчет объема воды в системе отопления производится из соотношения 15 л воды на 1 кВт мощности котла.

Чтобы определить какой объем воды нужен для системы отопления дома, рассмотрим простой пример.

Мощность котла 4 кВт, тогда объем системы равен 4 кВт*15 литров = 60 литров. Но необходимо учитывать размеры и количество секций радиаторов при этом.

Если у вас дом на 4 комнаты, то это не значит, что надо ставить по 12-15 секций в каждую: у вас будет очень жарко, котел будет работать неэффективно. Если комнат больше, то и экономить на радиаторах не стоит: 1 современная секция эффективно отдает тепло для 2…2,5 м2 площади.

Формулы для расчета объема жидкости (воды или другого теплоносителя) в системе отопления

Объем воды в системе отопления можно рассчитать как сумма составляющих:

V =V(радиаторов)+V(труб)+V(котла)

Объем системы должен учитывать объем воды в трубах, котле и радиаторах. В расчет объема теплоносителя не входит объем расширительного бака. Объем бачка учитывается при расчете критических состояний работы системы (когда вода будет поступать в него при нагреве).

Формула для расчета объема жидкости в трубе:

V (объем) = S (площадь сечения трубы) * L (длина трубы)

Важно! Размеры могут отличаться у различных производителей, в зависимости от типа трубы, материала, ее технологии производства. Поэтому расчет удобнее вести по реальному внутреннему диаметру трубы, который проще промерить с помощью инструмента. Как правило, такой расчет необходимо выполнять больше специалисту, когда система отопления разветвленная и сильно протяженная.

Объемы воды для различных элементов системы отопления

Объем воды (литры) в секции радиатора

Материал/тип радиатора	Габариты*: высота×ширина, мм	Объем, л
Алюминий	600×80	0,450
Биметалл	600×80	0,250
Современная чугунная батарея (плоский)	580×75	1,000
Чугунная батарея старого образца ()	600×110	1,700

*ВАЖНО! Габариты в таблице даны ориентировочно.

В большинстве моделей современных производителей они составляют ±20 мм по ширине, высота радиаторов отопления может варьироваться от 200 до 1000 мм.

Объем сильно отличающихся по высоте радиаторов можно приблизительно рассчитать из данной таблицы по правилу пропорции: необходимо объем разделить на высоту и умножить после на высоту выбранной модели. Если система отопления протяженная, то лучше уточнить параметры объема у производителя.

Объем воды в 1 погонном метре трубы

• ø15 (G ½») — 0,177 литра
• ø20 (G ¾») — 0,310 литра
• ø25 (G 1,0″) — 0,490 литра
• ø32 (G 1¼») — 0,800 литра
• ø40 (G 1½») — 1,250 литра
• ø50 (G 2,0″) — 1,960 литра

Основные размеры внутренних диаметров труб (взят ряд значений от 14 до 54 мм), с которыми может столкнуться потребитель.