Сколько теплоносителя в системе отопления: Расчет теплоносителя для систем отопления онлайн калькулятор

расчет объема, расход, закачка и другое

Некоторые параметры теплоносителя системы отопления

Для того чтобы иметь представление о правильном отоплении индивидуального дома, следует вникнуть в основные понятия. Рассмотрим процессы циркуляции теплоносителя в системах отопления. Вы узнаете, как правильно организовать циркуляцию теплоносителя в системе.
Рекомендуется для более глубокого и вдумчивого представления предмета изучения посмотреть поясняющее видео ниже.

Содержание

• Расчет теплоносителя в системе отопления
• ПОЛЕЗНОЕ ВИДЕО: Циркуляция теплоносителя в системах отопления
• Закачка теплоносителя в систему отопления
• Расход теплоносителя в системе отопления

Расчет теплоносителя в системе отопления 

Объем теплоносителя в отопительных системах требует точного расчета.

Расчет необходимого объема теплоносителя в отопительной системе чаще всего делается в момент замены либо реконструкции всей системы. Самым простым методом будет банальное использование соответствующих расчетных таблиц. Их несложно отыскать в тематических справочниках. В соответствии с базовой информацией содержится:

• в секции алюминиевого радиатора (батареи)  0,45 л теплоносителя;
• в секции чугунного радиатора  1/1,75 литра;
• погонного  метра 15-миллиметровой/32-миллиметровой трубы  0,177/0,8 литра.

Необходимы расчеты и при установке так называемых  подпиточных насосов и расширительного бачка.  В данном случае чтобы определить общий объем всей системы, надо сложить совокупный объем отопительных приборов (батарей, радиаторов), а также котла и трубопроводов. Формула расчетов такова:

V = (VS x E)/d, где d есть показатель эффективности устанавливаемого расширительного бачка; Е представляет коэффициент расширения жидкости (выражается в процентах), VS равен объему системы, включающей все элементы: теплообменники, котел, трубы, также радиаторы; V — это объем расширительного бака.

Касательно коэффициента расширения жидкости. Данный показатель может быть в двух значениях, зависящих от типа системы. Если теплоносителем является вода, для расчета его значение составляет 4 %. В случае, например, этиленгликоля,  коэффициент расширения принимают за 4,4 %.

Есть еще один, довольно распространенный, хотя и менее точный вариант оценки объема теплоносителя в системе. Это способ, при котором используют показатели мощности — для примерного расчета надо знать лишь мощность отопительной системы. Принимают, что 1 кВт = 15 литрам жидкости. Глубокая оценка объемов приборов отопления, включая котел и трубопроводы, не обязательна.  Рассмотрим это на определенном примере. К примеру, мощность отопительной системы конкретного дома  составила 75 кВт. В данном случае  общий объем системы выводится по формуле: VS = 75 х 15 и будет равняться 1125 литрам.

Следует также учитывать, что применение разного рода дополнительных элементов отопительной системы (будь то трубы или радиаторы) так или иначе снижает суммарный объем системы. Исчерпывающую информацию по данному вопросу находят в соответствующей технической документации изготовителя тех или иных элементов.

ПОЛЕЗНОЕ ВИДЕО: Циркуляция теплоносителя в системах отопления 

Закачка теплоносителя в систему отопления

Определившись с  показателями объема системы, следует понять главное:  как закачивается  теплоноситель в систему отопления закрытого типа.

Могут быть два варианта:

1. закачка т.н. «самотеком» —когда заливку осуществляют с самой верхней точки системы. В тот же момент  в самой нижней точке следует открыть сливной кран — в него будет видно, когда начнет поступать жидкость;
2. закачка принудительная с  насосом  — для этой цели подойдет любой небольшой насос, вроде тех, какие используют для низко расположенных дачных участков.

В процессе закачки следует следить за показаниями манометра, не забывая о том, что  воздухоотводчики на отопительных радиаторах (батареях) в обязательном порядке  должны быть открытыми.

Расход теплоносителя в системе отопления

Расход в системе теплоносителя подразумевает массовое количество теплоносителя (кг/с), предназначаемое для подачи нужного количества тепла в обогреваемое помещение. Расчет теплоносителя в отопительной системе определяется как частное от деления расчетной тепловой потребности (Вт) помещения (помещений) на теплоотдачу 1 кг теплоносителя для обогрева (Дж/кг). Расход теплоносителя в системе в продолжение отопительного сезона в вертикальных системах центрального отопления изменяется, поскольку они регулируются (особенно это касается гравитационной циркуляции теплоносителя. На практике в расчетах обычно расход теплоносителя измеряют в кг/ч.

Почему контроллер считает отрицательный расход в двухтрубной системе отопления

Для начала определимся с терминами:

— В закрытой системе отопления теплоноситель поступает через подающий трубопровод, проходит по системе отопления, отдавая часть своего тепла, и выходит через обратный трубопровод без отбора.

— В открытой системе отопления теплоноситель частично отбирается, например, на нужды ГВС.

       Для закрытой системы логично что количество теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе должно быть одинаковым, вопрос в том в каких единицах измерения необходимо сравнивать эти расходы.

       Контроллер принимая показаниям объемного (м3/ч) расхода и температуры (град.С), производит расчет массового расхода теплоносителя (тонн) по трубопроводам. Приведем ряд табличных значений, показывающих соотношение массы и объема воды при разных температурах.

       Получается, что при вполне реальной ситуации, когда на подаче мы имеем 120 градусов, а на обратке 60, объемный небаланс будет порядка 4%. При этом массовый расход одинаковый, и логично при построении баланса использовать именно его.

       Отдельный вопрос какие данные из контроллера необходимо брать. Проводить сравнение так называемых «мгновенных расходов» некорректно, т.к. эта величина может быть очень изменчивой, а в случае с числоимпульсными расходомерами никакого мгновенного расхода быть в принципе не может поскольку данные по расходу приходят в контроллер только в момент прохождения импульса. Сравнивать между собой нужно только расходы, усреднённые на значительном промежутке времени: часы, сутки, месяцы.

Погрешность

       Погрешность измерения — отклонение измеренного значения величины от её истинного (действительного) значения. Погрешность измерения является характеристикой точности измерения.

       Погрешность измерения массового расхода теплоносителя складывается из погрешности расходомера, датчиков температуры и давления, погрешности контроллера при измерении сигналов с первичных датчиков, а также погрешности расчетов, производимым контролером.

       Согласно п. 115 Приказа Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 17 марта 2014г. N 99/пр «Об утверждении Методики осуществления коммерческого учета тепловой энергии, теплоносителя» для измерения тепловой энергии в водяных системах теплоснабжения должны приниматься теплосчетчики не ниже класса 2.

       Относительная максимально допускаемая погрешность для датчика расхода , выраженная в процентах в зависимости от расхода (G)

класс 2: , но не более ±5%

       Исходя из данной формулы получается, что самое жесткое требование к расходомеру в составе теплосчетчика (класс 2) это около 2% относительной погрешности.

       Это означает что расход, измеряемый расходомером, может отличаться от истинного значения на 2% в большую или меньшую сторону и данный результат будет считаться корректным. Но с учетом что это именно максимальная погрешность, на практике разница измеренного и истинного значения обычно отличается не столь существенно.

       Соответственно при анализе разности массовых расходов трубопроводов подачи и обратки по данным часовых или суточных архивов мы можем теоретически обнаружить разницу порядка 4% (при условии, что один расходомер показывает расход на 2 % меньше, а второй на 2% больше истинного). При том, что все оборудование узла учета исправно и потребление тепловой энергии идёт в штатном режиме.

Что говорится в «Методике» по поводу небаланса в закрытой системе теплоснабжения.

п. 91. В закрытой системе теплоснабжения при зависимом присоединении теплопотребляющих установок часовая величина утечки теплоносителя (Му) указывается в договоре и не может превышать 0,25 процента от среднегодового объема воды в тепловой сети и присоединенных к ней системах теплопотребления.

Про то как учитывать погрешность измерения расхода при зависимом присоединении в данном пункте ничего не говорится.

       п. 92. Величина утечки теплоносителя (Му) в закрытой системе теплоснабжения с независимым присоединением систем теплоснабжения численно равняется массе теплоносителя, израсходованного потребителем на подпитку систем теплоснабжения, определенной по показаниям водосчетчика (Мп).

В случае отсутствия водосчетчика подпитки расчет величины утечки теплоносителя за отчетный период по подающему и обратному трубопроводам (Му) производить по формуле:

Му=М₁-М₂

где:

М₁ — масса теплоносителя, полученного потребителем по подающему трубопроводу, т;

М₂ — масса теплоносителя, возвращенного потребителем по обратному трубопроводу, т;

       В случае если М₁>M₂, а M₁—M₂ больше суммы модулей абсолютных погрешностей измерения массы теплоносителя в прямом и обратном трубопроводах, то величина утечки теплоносителя за отчетный период по подающему и обратному трубопроводам Му равняется разнице абсолютных значений М₁ и М₂ без учета погрешностей.

       Если М₁>M₂ или M₂>M₁, но |M₁—M₂| меньше суммы модулей абсолютных погрешностей измерения массы теплоносителя величина утечки (подмеса) считается равной нулю.

       В случае если M2>M1 и M2-M1 больше суммы абсолютных погрешностей измерения массы теплоносителя в прямом и обратном трубопроводах, необходимо проверить работу преобразователей расхода или определить место подмеса дополнительной воды. Количество тепловой энергии, теплоносителя за этот период определяется расчетным путем.

       В этом пункте касающемся закрытой системы теплоснабжения с независимым присоединением всё логично — если разница массовых расходов трубопроводов подачи и обратки укладывается в сумму модулей абсолютных погрешностей измерения массового расхода в этих трубопроводах, то утечка считается нулевой.

Влияние качества теплоносителя

В реальных условиях эксплуатации имеется ряд внешних факторов, оказывающих значительное влияние на измерения, производимые теплосчетчиками. Наиболее заметно это влияние сказывается на работе расходомеров, входящих в состав теплосчетчиков:

— отложение загрязнений на внутренних поверхностях измерительного участка и датчиках, приводящее к искажению выходного сигнала;

— содержание в теплоносителе механических примесей (мусор, окалина)

— наличие в теплоносителе газообразных примесей;

Ошибки при проектировании и монтаже

— Некорректный подбор расходомера по диаметру и пределам измерения

— Несоблюдение длины прямых участков, рекомендованных производителем расходомера

— Неправильный монтаж термопреобразователей и датчиков давления;

— Неправильный выбор кабеля для подключения преобразователя к вычислителю, превышение максимальной длины кабеля, электромагнитные наводки, плохой контакт;

— Отсутствие качественного заземления и выравнивания потенциалов;

— Выступающие внутрь трубопровода прокладки

— Монтаж расходомера несоосно требопроводу.

Плюсы и минусы использования антифриза в гидравлических системах

Автор: Ричард Залепа

Использование антифриза в гидравлических системах является неизбежным злом, когда приложение требует этого. Наша компания Patriot Pool Heating Co. использует антифриз чаще, чем большинство подрядчиков по отоплению, и за это время мы кое-чему научились.

Вопреки тому, что следует из названия компании, на самом деле мы являемся подрядной компанией, предоставляющей полный комплекс услуг по ОВКВ; жилые и коммерческие. Таким образом, наше использование антифриза в гидравлических системах выходит за рамки обогрева бассейнов. Мы обеспечиваем защиту от замерзания для коммерческих чиллеров, контуров снеготаяния, старых домов с плохой изоляцией, загородных домов или буквально любого применения, где существует вероятность замерзания. Антифриз в гидравлической системе — это страховка, но только если все сделано правильно. Если это сделано неправильно, это может быстро стать обязательством.

Есть две вещи, которые я не могу не подчеркнуть при использовании антифриза:  A) Системы должны быть специально разработаны для использования антифриза, и B) Системы с антифризом необходимо обслуживать!

Мы рассмотрим техническое обслуживание более подробно позже, но сейчас стоит упомянуть, что все антифризы для гидравлических систем требуют ежегодного технического обслуживания и тестирования. Мало того, что защита от замерзания со временем снижается, если ее не обслуживать, антифриз может и станет едким (кислотным), если им пренебрегают. Необходимо проверить и сбалансировать pH жидкости системы. Если предоставить его самому себе, антифриз разрушит гидравлическую систему.

Типы антифризов

Подавляющее большинство используемых нами антифризов представляет собой пропиленгликоль Hercules Cryo-Tek. Мы предпочитаем его, потому что он доступен и прост в использовании. Рефрактометры, продаваемые в местном магазине автозапчастей, работают с растворами пропиленгликоля, поэтому вам не нужен фирменный рефрактометр. Это портативное устройство, которое проверяет уровень защиты от замерзания, обеспечиваемый водно-гликолевым раствором. В то время как все химические антифризы требуют обслуживания, пропиленгликоль, вероятно, требует меньше всего.

Существуют и другие антифризы, которые можно использовать в системе, такие как этиленгликоль или формиат калия. Альтернативы пропилену, подобные этим, иногда используются в холодильных установках или там, где требуется обозначение качества пищевых продуктов. По нашему опыту, эти химические вещества либо требуют специального испытательного оборудования, либо требуют более частого обслуживания, поэтому мы по возможности избегаем их использования. На самом деле, мы обнаружили, что формиат калия является едким при более высоких концентрациях, даже при правильном уходе, и я не знаю рефрактометра, работающего с ним. Я уверен, что у этого антифриза есть применение, но не для среднего подрядчика по отоплению.

Этиленгликоль используется в некоторых областях пищевой промышленности. Мы обнаружили, что он становится кислым быстрее, чем пропилен. Я видел, как чугунный котел сгнил менее чем за десятилетие из-за того, что раствор этиленгликоля в системе не поддерживался. Кроме того, я не сталкивался с этиленовым продуктом, который включает ингибитор ржавчины, который является почти стандартным для пропиленовых химикатов, доступных в нашей промышленности. Кроме того, имейте в виду, что этиленгликоль также очень токсичен и может быть смертельным в низких концентрациях при попадании внутрь.

Конструкция системы

Гидравлические системы должны быть рассчитаны на включение антифриза. Это так же важно, как знать, сколько труб и излучений является частью системы.

Использование антифриза требует двух важных соображений в процессе проектирования:

• Пропиленгликоль имеет меньшую пропускную способность БТЕ, чем вода.
• Гликоль более вязкий, чем вода, что затрудняет его перекачку.

Использование раствора гликоля в гидравлической системе снизит БТЕ, которые может переносить системная жидкость. Это необходимо учитывать при выборе размеров всех компонентов системы, особенно излучения. Как только вы превысите концентрацию 25 процентов, снижение мощности БТЕ будет довольно значительным. Потеря от 5 до 10 процентов довольно распространена.

Мы используем программное обеспечение LoopCad для проектирования большинства наших систем. Эта программа позволяет пользователю ввести, используется ли гликоль и в какой концентрации. Он измеряет все компоненты системы соответственно.

Как я уже говорил, использование антифриза увеличивает вязкость жидкости в системе. Вязкость воды равна 1. Типичная гидравлическая жидкость со смесью гликолей может иметь вязкость 1,4 или 1,6, в зависимости от концентрации. Поскольку это увеличивает требования к напору, насосы должны иметь соответствующие размеры. Сравните требования к насосу вашей системы с характеристиками насоса, предоставленными производителями циркуляционных насосов, чтобы выбрать подходящую модель.

Есть несколько других особенностей конструкции. Убедитесь, что все детали вашей системы рассчитаны на использование раствора с более высоким содержанием гликоля. Некоторые могут не быть. Например, фитинги ProPress не предназначены для использования с растворами гликоля выше определенной концентрации, но это зависит от области применения.

Кроме того, автоматические воздухоотводчики и гликоль плохо сочетаются друг с другом, независимо от марки, стиля или размера. По моему опыту, автоматические воздухоотводчики редко закрываются после контакта с антифризом. При планировании вашей котельной системы помните о том, где находятся ваши точки слива. Они должны быть легкодоступны, и все вентиляционные отверстия должны иметь запорные клапаны, чтобы их можно было легко заменить или перекрыть после удаления из системы воздуха.

Удаление воздуха затруднено из системы, заполненной антифризом. Мы тщательно прокачиваем эти системы, а затем закрываем вентиляционные отверстия. Мы также заменяем вентиляционные отверстия чаще, чем в системах без антифриза.

Наконец, мы устанавливаем как можно больше цветных компонентов. При небрежном обращении кислотный антифриз воздействует на все металлические компоненты, но в первую очередь повреждаются черные металлы.

Выбор концентрации

Важно знать, сколько антифриза требуется системе. Это в значительной степени определяется тем, насколько холодно в вашем районе, и уровнем воздействия, которое имеют трубы в системе.

Большинство ведер с антифризом имеют два числа, соответствующие разным концентрациям; температура, при которой жидкость в системе замерзнет, ​​и температура, при которой жидкость в системе разорвет трубы и компоненты. Температура замерзания – это температура, при которой впервые образуются кристаллы льда. Это не означает, что раствор замерзнет при такой температуре, но такое может случиться.

Наши системы в Нью-Йорке и Пенсильвании подвержены меньшему риску замерзания, чем системы, скажем, в Фэрбенксе, Аляска, поэтому мы обычно выбираем концентрацию гликоля для наихудшего сценария с температурой замерзания 20°F, которая обычно обеспечивает защита от разрыва до -10°F в южных районах нашей территории и чуть более низкие точки замерзания и разрыва в более северных районах нашей территории.

Многие установщики используют концентрации, защищающие от замерзания, а не от разрыва. Мы предпочитаем защищаться от разрыва. Чем выше концентрация, тем сильнее выражены негативные эффекты антифриза (необходимость технического обслуживания, более высокий напор, более низкая передача БТЕ и т. д.). Наша цель — защитить систему от повреждений, а также обеспечить высочайшую производительность системы. Защита от взрыва и последующего повреждения имущества – наша забота.

Подпиточная вода

Использование любого незамерзающего продукта в котельной системе создает дополнительные трудности для проектировщиков и монтажников; необходимость надлежащего обеспечения подпиточной водой.

Представьте себе, что бойлер, заполненный раствором антифриза, оснащен обычным клапаном подачи и имеет медленную утечку. Со временем концентрация антифриза в этой системе будет снижаться, что снизит его способность защищать систему. Это одна из причин, по которой системы, заполненные антифризом, не могут иметь подающий клапан.

Другая проблема заключается в том, что большинство муниципалитетов требуют, чтобы система с антифризом была оснащена двойным обратным клапаном между системой и системой подачи питьевой воды. При этом все муниципалитеты предпочитают видеть системный фидер, полностью отключенный от водопровода.

Питатели гликоля представляют собой сосуды, которые вручную заполняются раствором гликоля. Мы всегда устанавливаем дозатор, чтобы мы могли визуально контролировать уровень жидкости в системе, чтобы мы могли заполнить систему раствором антифриза вместо чистой воды, и чтобы у нас была сигнализация в системе. В фидерах Axiom, которые мы используем, есть аварийный контакт, который мы подключаем к системе управления котлом, чтобы отключить котел в случае, если фидер работает всухую.

Техническое обслуживание

Я не могу переоценить необходимость обслуживания котловой системы с антифризом. Наш ежегодный режим технического обслуживания включает определение уровня pH жидкости в системе. Обычно рекомендуется pH 8,5, но безопасный диапазон pH см. в руководстве по вводу-выводу котла. Тестирование проводится с помощью лакмусовых полосок, поставляемых производителем антифриза.

Если мы обнаруживаем, что жидкость кислая, мы добавляем в систему ингибитор коррозии. После того, как система циркулирует в течение получаса или более, необходимо снова провести тест pH.

Мы также используем рефрактометр, чтобы удостовериться, что наш уровень защиты от замерзания соответствует целевому уровню. Если мы обнаружим, что нам нужна дополнительная защита, мы добавим антифриз в систему.

Убедившись, что жидкость в системе находится в хорошем состоянии, мы проверяем, что в системе нет воздуха, а затем закрываем все автоматические воздухоотводчики в системе.

Использование антифриза в гидравлической системе увеличивает первоначальные затраты и затраты на техническое обслуживание, но эти преимущества значительно перевешиваются преимуществами в ситуациях, когда существует вероятность замерзания.

Как и в случае со всеми системами HVAC, создание функциональной и долговечной системы защиты от замерзания начинается на этапе проектирования и зависит от тщательного обслуживания. Сделайте это, и ваши клиенты будут довольны продуктом даже в случае неблагоприятных погодных условий.

Похожие сообщения:

Зачем добавлять антифриз в гидравлические системы?

Время от времени возникает необходимость использовать нетоксичный антифриз в водяной системе отопления. Причины использования нетоксичного гликоля варьируются от работы к работе.

Если это дом, в котором обитатели могут отсутствовать в течение длительного периода времени, существует вероятность того, что дом может лишиться источника топлива (пропан или нефть), существует вероятность долгосрочной потери электроэнергии (горные дома ) или есть трубопроводы, подверженные потенциальному замерзанию (выступы). Обычно я добавляю раствор пропиленгликоля в систему отопления для защиты от замерзания.

Чтобы сделать это правильно, есть несколько хитростей. Слишком мало гликоля, и вы не обеспечиваете адекватную защиту от замерзания. Слишком много гликоля, и вы понесете потребителю ненужные эксплуатационные расходы и, возможно, создадите дополнительные проблемы в работе системы отопления. Предположение о том, сколько гликоля необходимо, обычно приводит к слишком большому или слишком малому количеству гликоля в системе.

Оценить содержание жидкости можно несколькими способами.

Во-первых, вы можете принудительно продуть систему отопления в большой контейнер с помощью сжатого воздуха и записать количество удаленных галлонов. Это гарантированный способ определения объема жидкости в системе, но он довольно трудоемкий и может привести к путанице.

Другим способом является метод титрата натрия. С помощью этого метода вы проверяете систему на наличие остаточных частей на миллион натрия. Затем вы полностью смешиваете 5 фунтов соли с 5 галлонами. ведро воды и закачать этот солевой раствор в систему отопления. Дайте ему циркулировать не менее двух дней, затем проведите еще один тест с титрованием натрия.

Поэтапное увеличение ppm покажет вам, сколько галлонов жидкости находится в системе. Этот метод сложен, поскольку очень немногие технические специалисты имеют доступ к оборудованию для титрования. Этот тип тестирования обычно проводится бесплатно химическими компаниями по очистке воды. Для получения подробной информации позвоните в местную компанию по очистке воды.

Третий метод довольно хорошо работает с новыми системами, но не более чем обоснованное предположение в существующих системах.

Я разработал электронную таблицу, используя стандартные объемные значения для стандартных номинальных размеров труб от 3/8 дюйма. через 2-в. Электронная таблица точно рассчитывает, сколько жидкости находится в системе, исходя из погонных футов труб в системе и объема котла.

Когда это количество известно, можно точно рассчитать необходимое количество гликоля, приобрести и доставить на рабочую площадку соответствующие галлоны антифриза.

Четвертый метод заключается в взятии пробы смеси гликоль/вода и отправке ее производителю гликоля. Он может точно сказать вам, сколько галлонов гликоля необходимо вернуть в систему, чтобы довести жидкость до заданного процентного содержания.

Для правильного заполнения системы отопления должны быть предусмотрены средства для впрыска предварительно смешанного раствора гликоля и воды в систему отопления, а также место для возврата всей жидкости с воздухом в вашу систему зарядки. Это в основном требует от проектировщика установки дополнительного сливного крана, который фактически используется в качестве заливного порта. Это заправочное отверстие может быть встроено в составную часть системы. Порт продувки можно установить в обычное положение.

Мой друг и соратник Роберт «Хот-Род» Рор напомнил мне, что если вы используете сливной клапан котла в обратном направлении, как в приложении для заливного отверстия, вы можете рассмотреть возможность использования вместо него стандартного шарового клапана с адаптером для нагрудного шланга с наружной резьбой. сливного крана. Причина в том, что если вы попытаетесь остановить обратный поток через сливной кран, он сорвет шайбу нагрудника прямо с винта.