Для создания хорошо работающей системы отопления необходимо провести ряд несложных расчетов. Это легко сделать самому.
1. Рабочее давление в системе отопления
В частном доме нет нужды создавать давление в системе отопления, которое обычно присутствует в многоэтажных домах. Как показывает практика, вполне достаточно установить от 1 до 2 атм. в зависимости от этажности дома. Если установлено слишком низкое давление, то в радиаторах верхнего этажа может скапливаться воздух.
2. Расчет объема расширительного бака
Для расчета объема расширительного бака необходимо знать:
1. Общий объем воды (теплоносителя) в системе отопления.
2. Начальное давление (Рн) в баке, которое должно быть не менее гидростатического давления в месте установки расширительного бака
3. Конечное давление (Рк) в баке, которое обычно выбирается равным порогу срабатывания предохранительного клапана системы. Под начальным и конечным давлением понимается абсолютное давление, которое равно избыточному + 1 атм. Т.е., если клапан срабатывания настроен на 3 атм., то конечное давление для расчета расширительного бака следует принимать равным 4 атм.
4. Коэффициент расширения (К расш) теплоносителя от температуры. Это значение надо искать в технических характеристиках незамерзайки, для воды при + 90 град. этот коэффициент равен 0,036, для + 60 град. = 0,017
Объем расширительного бака считается по формуле:
V = 1,2 х (V теплоносителя) х К расш/(1 - Рн/Рк)
Пример:
При общем объеме 200 литров в системе, работающей при температуре 60 град. Пусть нижнее давление = 1,5 атм. (Рн = 2,5 атм.) и порог срабатывания предохранительного клапана = 3 атм. (Рк = 4 атм.)
При таких данных объем расширительного бака должен быть не менее:
V = 1,2 х 200 х 0,017/(1 - 2,5/4) = 10,88 л.
3. Расчет диаметра труб системы отопления
Важно знать какой объем воды необходим, чтобы тепло от котла перенести в радиаторы, установленные по дому.
В правильно спроектированной и построенной системе разница между температурой теплоносителя в подающем трубопроводе и на обратке не должна превышать 20 град. При использовании так называемого низкотемпературного отопления, когда температура на подающем трубопроводе из котла не превышает 60-70 град, эта разница принимается равной не более 10 град.Исходя из этого легко посчитать требуемый объем (кг/час) теплоносителя по формуле:
V = 3,6 Q max/ C x (20)
В этой формуле Q max является потребностью в тепле, измеряемая в Вт, С - удельная теплоемкость теплоносителя. Для воды С = 4,187 кДж/кг х 1 град.
Таким образом, если система отопления рассчитана, например, на выработку 20 кВт-час тепла, то для передачи этого тепла в помещения необходимо через систему прокачать за час объем воды, равный:
V = 3,6 x 20000/4,187 x 20 = 859,8 л
Или 1719,6 л при низкотемпературном отоплении.
Зная этот параметр легко посчитать какого диаметра необходимо подвести трубы к радиаторам.
Но вначале необходимо определиться с характеристиками циркуляционного насоса, который и будет обеспечивать перекачку теплоносителя по трубам системы отопления. Обычно в характеристиках насоса можно найти диаграмму, из которой легко определить сколько жидкости может перекачать насос (так называемая подача) при определенном значении напора (под напором понимается удельная механическая работа, передаваемая насосом перекачиваемой жидкости). На практике величина напора отражает сопротивление системы трубопроводов перекачиваемой жидкости. Величина сопротивления зависит от многих факторов - материал и диаметр труб, протяженность и топология трубопроводов, число радиаторов отопления и прочее. Точный расчет напора процесс достаточно сложный, а так как обычно циркуляционный насос имеет только три фиксированных скорости, то вполне можно обойтись оценочным расчетом.
Необходимо отметить, что скорость движения теплоносителя по трубам регламентируется соответствующим СНиП. Для жилых помещений эта скорость лежит в диапазоне 0,4 - 1,5 м/с. Для определенности, примем данную скорость равной 1 м/с. Тогда получим, что через трубу диаметром 15 мм в час будет прогоняться порядка 480 л теплоносителя. Если учесть потери, то можно считать, что при скорости потока 1 м/с труба диаметром 15 мм способна передать около 5 кВт-час тепла. Полученная цифра позволит нам распределить радиаторы отопления между лучами коллектора.
