Розрахунок перепадів тиску та підбір діаметрів в системі опалення

---

Ця стаття присвячена більше монтажникам та іншим особам, пов'язаним з галуззю, які не мають досвіду з розрахунками опалювальних систем, а хотіли б швидко підібрати відповідні діаметри опалювальних труб, користуючись розміщеним на сайті калькулятором.

Опори течії в опалювальних системах

Вода (або інший теплоносій) в системі повинна подолати опори тертя, пов'язані з шорсткістю труб. Ці опори називаються лінійними. Крім того, в системах існують місцеві опори, наприклад, в:

• коліщатах
• трійниках
• клапанах
• звуженнях / розширеннях
• опори устаткування (наприклад, радіатори)

Хід розрахунків діаметрів опалювальних систем

Припустимо найпростішу опалювальну систему (представлену на малюнку нижче), що складається з:

• джерела тепла (наприклад, газовий котел з вбудованим циркуляційним насосом)
• подавальні та зворотні труби
• споживач тепла (наприклад, радіатор)
• всі клапани свідомо пропущені

Що потрібно розрахувати для такої системи? Ми повинні визначити, яким буде перепад тиску (опори) в нашій системі на ділянці від джерела тепла до споживача. Це нам буде потрібно, щоб в кінцевому підсумку підібрати відповідний циркуляційний насос (або перевірити, чи буде достатньо того, що додав виробник котла). Спочатку, однак, ми повинні зайнятися розрахунком відповідних діаметрів труб і завдяки цьому розрахувати перепади тиску. Нам допоможе калькулятор. Нижче представляю покроково методологію дії:

1. Встановити необхідну опалювальну потужність споживачів

У нашому випадку це один радіатор і нехай це буде 10кВт. Це, звичайно, занадто велика потужність для одного стандартного радіатора, однак для нашого випадку нехай буде спеціально такою великою, щоб витрата не вийшла занадто малою.

Тут важлива інформація. Для наших розрахунків важлива потреба в потужності споживача, а не номінальна потужність джерела тепла. Розглянемо такий випадок. Одноквартирний будинок, для якого розраховано теплове навантаження на рівні 8кВт. Для будинку передбачено двофункціональний газовий котел потужністю 24кВт. Те, що ми маємо котел такої потужності, не означає, що стільки тепла для цілей опалення ми будемо виробляти. Підбір діаметрів на потужність 24кВт для потреб опалення був би надмірним, оскільки будинок потребує в найсильніші морози опалювальну потужність на рівні 8кВт і для такої потужності підбираємо діаметри труб.

2. Прийняти відповідну різницю температур в системі та розрахувати витрату

Різниця температур між зворотом та подачею, разом з необхідною опалювальною потужністю впливає на витрату в системі згідно з формулою. (Прошу не лякатися формули, калькулятор сам розрахує витрату без проблем)

Q = P \ ((Tz - Tp) * cp)

Де: Q - витрата [кг/с] - для води виходить [дм3/с], P - потужність [кВт], Tz - температура подачі [°C], Tp - температура зворота [°C], cp - питома теплоємність - для води 4.2 [кДж/ кг * K]

Різницю температур для радіаторного опалення приймають на рівні 20° або 15°, для підлогового опалення близько 7°.

3. Знаючи витрату, підібрати діаметри труб

Загальний принцип підбору діаметрів труб простий. Ми хочемо мати в системі якнайменші діаметри (бо так найдешевше і відносно найлегше в монтажі), для яких перепад тиску знаходиться на прийнятному рівні. В нашому калькуляторі відповідно записані прийнятні перепади тиску, тому не треба цим переймагися, якщо ви не проектувальник і не маєте досвіду.

Формули для розрахунку коефіцієнта тертя труб і лінійних опорів занадто складні і я не буду їх тут наводити. Стандартно проектувальники систем користуються калькуляторами або номограмами для визначення лінійного перепаду тиску в трубах.

Цей пункт вирішимо, застосовуючи калькулятор. Перейдіть за посиланням і введіть 10 як потужність в кВт і різницю температур як 20°. Температуру теплоносія залиште як 80°. Ви також можете змінити тип труб на PEX і побачите, що програма пропонує діаметр 25x2.5, а також що автоматично розрахувала витрату в [м3/год] та [дм3/с].

Цікавість - температура води в системі впливає на опори. Чим холодніша вода, тим більша лінійна втрата тиску в трубі.

Приклад підбору діаметрів опалювальної системи

Частий випадок простих розрахунків - це підбір труб, що подають теплоносій від котла до колекторів підлогового опалення. Припустимо, що ми маємо 2-поверхову житлову будівлю і необхідна опалювальна потужність для першого поверху становить 3 кВт, для другого поверху 4 кВт, разом для будинку 7 кВт. Оскільки це підлогове опалення, приймемо різницю температур на рівні 7°.

В програмі спочатку розрахуємо, який діаметр труб Pex ми повинні вибрати для спільної труби, тобто для 7кВт - і це 32x3.0, і відповідно для труб на окремі колектори: як для 3 кВт, так і для 4кВт це буде 25x2.5.

Повернутися до списку статей