Как рассчитать количество жидкости для отопления: Расчет теплоносителя для систем отопления онлайн калькулятор

Как правильно выбрать теплоноситель для системы отопления частного дома

Главная » Системы отопления » Материал для системы отопления » Как правильно выбрать и рассчитать теплоноситель для системы отопления частного дома

Перед первым запуском автономной системы отопления (СО) и перед началом отопительного сезона каждый владелец решает непростую проблему, связанную с выбором жидкости, которая будет доставлять тепло в радиаторы. В квартирах, с современными газовыми котлами, в качестве теплоносителя традиционно используется вода. В частных домах – рассолы или антифризы. В этой публикации будет рассказано о видах теплоносителя в системах отопления, об особенностях их эксплуатации и правилах выбора.

[contents]

Содержание

1. Что значит хороший теплоноситель?
2. Виды и особенности применения
3. Вода
4. Антифризы
5. Как рассчитать количество жидкости в системе
6. Что выбрать?

Что значит хороший теплоноситель?

К большому сожалению, идеальной жидкости для транспортировки тепловой энергии не существует. Другими словами, каждый состав или раствор, применяющийся в современных СО, может эксплуатироваться только в определенных условиях. Например, вода имеет неприятное свойство замерзать при температуре ниже 0°С. Антифриз, в отличие от воды, не замерзает, а превращается в гель. Рассолы безопасны и ощутимо не меняют вязкости, но негативно влияют на резиновые уплотнители.

Большинство наших соотечественников, впервые сталкивающихся с автономными СО, задаются вопросом: «Как выбрать теплоноситель для системы отопления?» Прежде чем ответить на вопрос, необходимо иметь следующие данные:

• Условия эксплуатации системы.
• Максимальная температура, до которой разогревается жидкость в конкретной СО.
• Приемлемые (для вас) сроки смены теплоносителя.

Используя полученные данные можно сделать некоторые выводы. Итак, хорошая жидкость для заполнения СО должна:

1. Перемещать максимальное количество тепловой энергии за минимально короткое время.
2. Обеспечивать быстрый запуск СО и ввод ее в номинальный режим.
3. Обладать необходимой вязкостью и текучестью.
4. Испарения теплоносителя не должны наносить вред человеку, домашним животным и вредить экологии.
5. Обладать хорошей теплопроводностью.
6. Не подвергать коррозии элементы СО.
7. Быть негорючей.
8. Быть недорогой.

Далее, рассмотрим особенности эксплуатации наиболее популярных видов теплоносителя для СО частного дома.

Виды и особенности применения

Все существующие виды транспортирующей тепловую энергию жидкости можно разделить на четыре основных группы:

• Вода.
• Теплоносители на основе гликоля.
• Антифризы на основе нефтяных масел.
• Глицерины и их производные.

Важно! Незамерзающие растворы и составы на основе нефтяных масел – пожароопасны, поэтому в частных домах, квартирах, общественных зданиях и сооружениях не применяются. Исходя из вышесказанного, в этой публикации данный вид теплоносителей рассматриваться не будет.

Чтобы сделать грамотный выбор теплоносителя для системы отопления необходимо ознакомиться с особенностями эксплуатации каждого вида.

Вода

Как уже упоминалось выше, вода, чаще всего применяется в автономных СО квартир в многоквартирных домах. Владельцы частных домов достаточно часто используют воду в качестве теплоносителя в СО, особенно в составе с газовым котлом. Такая повсеместная популярность обусловлена ее экологичностью, безопасностью, доступностью хорошей теплоемкостью и текучестью. Кроме этого, вода условно бесплатна, и ее объем в СО всегда можно пополнить не выходя из дома, прямо из водопровода. Последние факторы делают ее особо привлекательной для применения.

Казалось бы, вода – это лучший теплоноситель, если не несколько внушительных недостатков:

1. Вода замерзает. Если не слить воду из системы на протяжении 24 часов, гарантированно она разморозится, что повлечет за собой достаточно внушительные финансовые затраты.
2. Вода способствует коррозии. Чтобы быть до конца объективным, не сама вода, а кислород, который в избытке в ней присутствует.
3. Водопроводная вода и природная вода имеет в своем составе большое количество солей, которые выпадают на поверхности элементов СО в виде известкового налета, снижая пропускную способность трубопровода, радиаторов и эффективность работы насосов.

Для того чтобы применение воды в СО причиняло меньше проблем, необходимо использовать умягченную (в идеале дистиллированную) воду. Чтобы ее смягчить и снизить количество кислорода и солей в жидкости, достаточно пропустить ее через фильтр обратного осмоса.

Совет: Кипячение удалит излишки кислорода, а добавление кальцинированной соды заставит часть солей выпасть в осадок. После чего можно просто профильтровать жидкость и смело заливать в СО. Внимание! Данные процедуры не решат проблему замерзания воды. Единственный выход – сделать водно-спиртовой раствор (на основе этилового спирта) необходимой температурному режиму концентрации.

Антифризы

Сегодня, на современном рынке климатической техники представлен огромный ассортимент антифризов для СО, большинство которых изготовлено на основе водного раствора пропиленгликоля, этиленгликоля и глицерина. Кроме этого, хорошие производители такого незамерзающего теплоносителя вносят в состав ингибиторы, снижающие коррозийные проявления элементов СО.

Основным достоинством антифризов является то, что они не замерзают при минусовых температурах. Большинство марок, присутствующих на российском рынке, прекрасно выдерживают температуру 35 — 65°С. со знаком минус.

Глицериновые составы полностью безопасны и прекрасно растворяются в воде, не наносят вред элементам СО и отличаются длительным сроком службы. Единственным недостатком является высокая стоимость.

Важно! Данные растворы обладают большей вязкостью, меньшей текучестью, теплоемкостью и большим коэффициентом расширения, чем обычная вода. Именно поэтому использовать их в самотечных СО невозможно. Для эффективного перемещения составов, на основе пропилен – этиленгликоля и глицерина потребуется мощный циркуляционный насос и большой объем расширительного бака.

Как рассчитать количество жидкости в системе

Существует несколько методов, как рассчитать объем теплоносителя в системе отопления.

1. Самый простой способ – это заполнить систему выбранным теплоносителем. Подключить в обратку счетчик и полностью слить жидкость из СО. Вы точно будете знать ее количество в системе.

Совет! Если нет счетчика – используйте любую мерную емкость.

1. Сложить объемы жидкости в каждом радиаторе, котле и трубопроводной части. Заполнение котла и объем теплоносителя в секции конкретного радиатора описано в тех. документации к устройству. Объем жидкости в трубе можно рассчитать по формуле: S (площадь сечения трубы) х L (длина трубы) = V (объем трубопровода).

Важно! Для того чтобы правильно посчитать объем теплоносителя в системе отопления, не следует забывать о расширительном баке, объем которого необходимо внести в суммарный объем всех отопительных приборов СО.

Что выбрать?

Перед тем как сделать выбор жидкости для заполнения СО, необходимо изучить все «за и против», ознакомиться с их основными характеристиками. В таблице, представленной ниже, указаны основные параметры теплоносителей в системе отопления, популярных среди наших соотечественников.

И в качестве заключения несколько советов от специалиста.

• Если вы точно знаете, что в вашей местности температура воздуха не опускается ниже + 4°С – то смело используйте умягченную и очищенную воду. В противном случае используйте антифриз.
• Пары этиленгликоля негативно влияют на здоровье человека, поэтому в качестве теплоносителя в СО частного дома лучше выбирать пропиленгликоль или «незамерзайки» на основе глицерина.
• Перед применением антифризов тщательно изучите их влияние на материалы, применяемые в вашей СО.

Важно помнить, что тип системы отопления, рассчитанной для воды или антифриза, имеют значительные конструктивные отличия.

Объем радиатора отопления – как правильно рассчитать

Теплоноситель в системе отопления – это не только водопроводная вода, которая закачивается внутрь за счет своего давления. К примеру, в загородных поселках нередко воду заливают в отопление ведрами, доставая ее из колодца или близлежащего водоема. Или вообще используют незамерзающие жидкости. Второй вариант используется нечасто только из-за дороговизны материала, но тот, кто планирует проживать на даче или загородном коттедже только по выходным и праздникам, пользуется именно незамерзающими жидкостями, чтобы каждый раз не сливать теплоноситель из отопительной системы. Поэтому расчет объема теплоносителя – важный показатель, в который входит объем радиатора отопления, объем труб и отопительного котла.

Емкость котла указана в паспорте изделия. Этот показатель будет в основном зависеть от мощности агрегата и его размеров. Объем труб можно определить из специальных таблиц, которых в Интернете большое количество. Мы тоже предлагаем такую таблицу:

Чтобы определить общий объем необходимого теплоносителя, который будет помещаться только в трубы, необходимо измерить их общую длину и умножить на показатель из таблицы. Если вы пользуетесь проектом для сооружения отопительной системы, то все необходимые расчеты и замеры можно провести по нему.

Итак, остается только определить объем воды в радиаторе отопления. Как это можно сделать проще всего? Советуем опять-таки воспользоваться таблицами. Обращаем ваше внимание, что производители предлагают на рынке различные модели отопительных приборов. В модельной линейке могут оказаться радиаторы не только разной конструкции, но и разных размеров. В плане размерного ряда в основе лежит межосевое расстояние, то есть, это расстояние между осями двух коллекторов (верхнего и нижнего). К тому же в настоящее время производители предлагают приборы на заказ, в которых используются индивидуальные эскизы и рисунки. С определением емкости этих батарей все намного сложнее.

Но давайте вернемся к данному показателю и покажем усредненные величины для приборов отопления. Берем модели вида 500 (межосевое расстояние).

• Чугунный радиатор ЧМ-140 старого образца – 1,7 литра объем одной секции.
• То же самое только нового образца – 1л.
• Стальной панельный прибор тип 11 (то есть, одна панель) – 0,25 л на каждые 10 см длины прибора. Измерение типа в количественном соотношении увеличивает объем теплоносителя на 0,25 л. То есть, тип 22 – 0,5 л, тип 33 – 0,75 л.
• Алюминиевая батарея – 0,45 л на каждую секцию.
• Биметаллический – 0,25 л.

В данном списке нет стальных трубчатых радиаторов. Даже приблизительный объем у этой модели определить будет непросто. Дело все в том, что производители используют для их изготовления трубы различных диаметров, отсюда и невозможность подобрать хотя бы усредненный вариант. Поэтому рекомендуем обращать внимание на паспортные данные, где показатель объема должен быть указан.

Соотношение по типажу

Расчет объема опытным путем

А если такового показателя нет, что делать? Тогда рекомендуем найти объем батареи отопления практическим путем. Как это можно сделать:

• Устанавливаете три заглушки на радиатор.
• Ставите его на торец так, чтобы открытый патрубок находился сверху.
• Берете мерную емкость, к примеру, ведро или ковшик (то есть вы должны знать объем этой емкости, пусть даже приблизительный).
• Теперь заливаете вручную в батарею обычную воду, при этом считаете, сколько ведер вошло в отопительный прибор. Умножая количество на объем ведра, вы получаете объем теплоносителя в приборе.

Обратите внимание, что этот способ определения объема прибора отопления может быть использован для всех типов и моделей. Если в паспортных данных емкость прибора не указана, и таблицу определения вы не нашли, то опытным путем своими руками можно достаточно точно определить данный показатель.

Теперь хотелось бы затронуть тему, как влияет емкость батареи отопления на общую теплоотдачу отопительной системы. Здесь зависимость не прямая, а косвенная. Поясним суть дела. Многое будет зависеть от того, как сам теплоноситель будет двигаться по контурам: под действием физических законов (то есть, с естественной циркуляцией) или под искусственным давлением (под действием циркуляционного насоса).

Если выбран первый вариант, то оптимальное решение – радиаторы с большим объемом. Если второй, то тут разницы никакой нет. Давление создаст условия, при которых теплоноситель будет распределяться равномерно по всей сети, а, значит, равномерно распределиться и температура.

Не забудьте оценить статью:

Как рассчитать явную теплопередачу для воды

В этой статье мы рассмотрим уравнение явной теплопередачи для воды. Это полезно при попытке определить одну из трех переменных: Btu’s, GPM или Delta-T. Когда вы знаете два из этих значений, вы можете определить оставшееся отсутствующее значение.

Если вы предпочитаете смотреть видео этой презентации на YouTube, а не прокручивать страницу вниз.

Уравнение явного теплообмена для воды

q = м x C _p  x ∆T

q = галлонов в минуту x 8,34 фунта/галлон x 60 мин/час x 1 БТЕ/фунт°F x ∆T

q = галлонов в минуту x 500 x ∆T

2

GPM – это галлоны в минуту.

 m – общий массовый расход воды.

 C  _{p. температуры подающей и обратной воды. Помните, что мы имеем дело только с ощутимым теплом. Это означает, что нет скрытой теплоты, которая влечет за собой изменение состояния, например, превращение воды в пар. Все, что они делали, это изменяли температуру воды, а не ее состояние.}

Как рассчитать явную теплопередачу воды

Пример:

200 галлонов в минуту вода входит в змеевик при 120°F и выходит при 80°F 40°F)

Шаг №2 – Введите все значения в уравнение.

q = GPM x 500 x ∆T

q = 200 x 500 x 40 = 4 000 000 БТЕ/ч температура подачи горячей воды отопления составляет 120°F, а горячей воды на выходе – 80°F.

С помощью этой информации мы можем решить, сколько БТЕ подается на этот змеевик.

Первый шаг – вычесть температуру воды на выходе 80°F из температуры воды на входе 120°F, чтобы получить разницу температур или Delta-T. 120°F – 80°F дает нам Delta-T 40°F.

Второй шаг — подставить все известные значения в нашу формулу и произвести расчет.

У нас есть формула q = GPM x 500 x ∆T

Теперь мы вводим наши значения, получаем

q = 200 x 500 x 40 = 4 000 000 БТЕ/час

Теперь мы быстро объясним, откуда получено значение 500 в расчете. Во-первых, у нас есть вес воды в 8,34 фунта на галлон, затем у нас есть преобразование минут в часы и, наконец, удельная теплоемкость воды в 1 btu/lb°F. Вот как это выглядит:

8,34 фунта/галлон x 60 мин/час x 1 британская тепловая единица/фунт°F = 500

Со всеми этими единицами мы можем увидеть, какие единицы стоимости остались, вычеркнув те, которые исключены из таблицы. формула как таковая

Q = 200 галлонов / минут x 8,34 фунтов / галлонов x 60 мин / часов 0 x 0 1 065 фунтов °F  x 40 °F  = БТЕ/ Hour

Как рассчитать явное тепло для воды

Посмотрите наше другое видео о расчете явного тепла для воздуха или расчете явного и скрытого тепла.

17.12: многошаговые задачи с изменением состояния

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Если у вас есть кубик льда, на какой процесс потребуется больше энергии — на таяние этого кубика льда или на превращение воды в пар? Короткий ответ заключается в том, что для преобразования воды в пар требуется больше энергии. Длинный ответ на самом деле представляет собой серию вопросов: как добраться из одной точки в другую? Какова температура льда? Какова масса этого кубика льда? Чтобы доставить материал от начальной до конечной точки, требуется длительный процесс.

Многоэтапные задачи с изменением состояния

Кривые нагревания показывают фазовые изменения, которые претерпевает вещество при непрерывном поглощении тепла. \text{o} \text{ С}\). Теперь можно рассчитать тепло, поглощаемое в течение всего этого процесса. Процесс и необходимые расчеты кратко изложены ниже. 9\текст{о} \текст{С}\)

Неизвестно

Выполните действия, описанные ранее. Обратите внимание, что масса воды необходима для расчетов, связанных с удельной теплоемкостью, а моли воды необходимы для расчетов, связанных с изменением состояния. Все количества теплоты должны быть выражены в килоджоулях, чтобы их можно было сложить вместе, чтобы получить общее количество для пятиступенчатого процесса. 9\text{o} \text{C}\) равно \(133,4 \: \text{kJ}\). Наибольшее поглощение тепла происходит при испарении жидкой воды.

Сводка

Эта страница под названием 17.12: Многоэтапные проблемы с изменением состояния распространяется под лицензией CK-12 и была создана, изменена и/или курирована Фондом CK-12 через исходный контент, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами платформа LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.