Теплоноситель для систем отопления (скорость переноса, расход, расчет, параметры, объем), пропиленгликоль, слив своими руками: инструкция,

Как выбрать и какие бывают теплоносители для систем отопления?

Выбор теплоносителя для отопительного контура – дело не простое и требует некоторых познаний. Сразу стоит оговориться, что выбор теплоносителя нужен только для зданий с автономным отоплением. Если помещение подключено к централизованному отоплению, то заполнять систему будет теплоснабжающая организация.

Теплоноситель может быть 3 видов:

  1. Жидкость.
  2. Пар.
  3. Газ.

Отопление частных домовладений с применением паровых или газовых систем крайне редки. Поэтому более детально рассмотрим, какие виды жидкостей можно использовать в виде теплоносителя.

Это:

  1. Вода.
  2. Этиленгликоль.
  3. Пропиленгликоль.

К основным требованиям, которые предъявляются к теплоносителям можно отнести следующие:

  1. Удельная теплоёмкость.
  2. Вязкость.
  3. Пожаробезопасность.
  4. Токсичность вещества.

Применение воды

Способ передачи тепла от источника до радиаторов при помощи воды является самым простым и вместе с тем наименее затратным. На долю воды приходится не менее 70% от общего числа применяемых жидкостей.

При всей кажущейся простоте применения, имеется ряд моментов, которые необходимо учитывать:

  1. Жёсткость. В воде присутствуют частицы твёрдых веществ. При нагревании свыше 70 градусов начинается процесс кристаллизации, что, в свою очередь, приводит к появлению накипи на внутренних поверхностях теплообменника котла, трубопроводах, батареях. Для борьбы с этим явлением существуют устройства для умягчения воды, которые также очищают воду от механического загрязнения. Подключаются такие устройства непосредственно к водопроводу. При подключении таким способом отпадает необходимость устанавливать дополнительный насос для заполнения системы. Заполнение происходит за счёт давления в сети водоподачи.
  2. Температурный режим. При осуществлении теплоснабжения в отдельно стоящем здании, температура на подаче редко превышает 95 градусов. Большинство бытовых отопительных котлов также рассчитываются на эту температуру, как максимальную. При данной температуре не происходит закипания жидкости. Необходимо помнить, что при температуре 80 градусов начинается процесс деаэрации (выделение частиц воздуха из воды). Для того, чтобы не произошло завоздушивания системы, необходимо предусмотреть установку воздушных клапанов, которые автоматически будут сбрасывать появившийся воздух.
  3. Температура замерзания. В случае, если помещение отапливается регулярно, то данной проблемы и не возникнет. В том случае, если отопление помещения осуществляется не на постоянной основе, а от случая к случаю, то необходимо учесть, что при 0 градусов вода заледенеет. Замерзание воды в отопительных приборах может привести к выходу их из строя на продолжительное время или даже к полной непригодности.

Положительные стороны использования воды:

  1. Экологически чистое вещество.
  2. Имеет высокую теплоёмкость.
  3. Не требует дополнительных энергетических затрат для обеспечения циркуляции.
  4. При необходимости заполнения системы – всегда в наличии.
  5. Низкая стоимость.

Отрицательные стороны:

  1. Превращается в лёд при 0 °С.
  2. Необходимость установки устройства водоподготовки.

Этиленгликоль

В некоторых условиях существует необходимость использовать теплоноситель с довольно низким порогом замерзания. Такие вещества называются антифризы. Антифриз на основе этиленгликоля составляет примерно 25% всех теплоносителей.

В состав антифриза на основе этиленгликоля вводят специальные добавки – ингибиторы, замедляющие скорость протекания нежелательных химических процессов под воздействием этиленгликоля.

Температура замерзания может достигать -60 °С.

Для использования этиленгликоля надо принимать в расчёт следующие факторы:

  1. Вязкость. В чистом виде этиленгликоль не применяют, его смешивают с водой. В зависимости от концентрации, меняется и вязкость вещества. С повышением вязкости уменьшается и скорость движения теплоносителя по трубам. Из-за этого приходиться увеличивать производительность насоса, что ведёт к увеличению расходов на выработку тепла.
  2. Тепловое расширение. Коэффициент теплового расширения у данного вещества в среднем на 50% выше, чем у воды. Поэтому при нагреве, для предотвращения роста давления в отопительных приборах, необходимо установить расширительный бак. Этот же бак должен служить и для подпита теплоносителем при снижении температуры.
  3. Химические свойства. По своим свойствам, этиленгликоль агрессивен к некоторым видам материалов. К примеру, при его использовании необходимо отказаться от резиновых уплотнителей. Потребуется заменить их на паронитовые. Также, использование оцинкованных труб невозможно. Этиленгликоль растворяет цинк. При принятии решения использовать этиленгликоль в виде теплоносителя, необходимо внимательно изучить паспорта всех установленных тепловых приборов на возможность его применения.
  4. Заполнение системы. Заполнение системы водно-гликолевой смесью возможно только с помощью подпиточного насоса. Учитывая повышенную вязкость смеси, необходимо правильно подобрать параметры насоса. Также, необходимо выбрать материал для бака, из которого насос будет заполнять контур отопления раствором. При выборе насоса, обязательно нужно учесть параметры жидкости, которую он будет перекачивать.
  5. Токсичность.Из-за высокой токсичности этиленгликоль не нашёл широкого применения. Для человека смертельная доза может составить 50–500 мг. В открытых системах, этиленгликоль применять категорически запрещено. Материалы, на которые попал этиленгликоль, необходимо заменить.

Положительные стороны:

  1. Размораживание системы практически невозможно.
  2. Хорошая теплоёмкость.
  3. Низкая вероятность образования накипи.
  4. Довольно привлекательная цена.

Отрицательные стороны – токсичность! Вот что не даёт этиленгликолю постепенно вытеснить воду с лидирующей позиции. Этиленгликоль – смертельно опасен.

Пропиленгликоль

Самым надёжным, безопасным и современным теплоносителем является продукт на основе пропиленгликоля. Применяться в мире начал с 60-х годов прошлого века. В ведущих странах Европы уже 20 лет используют данный антифриз как основной теплоноситель. В нашей стране на долю пропиленгликоля приходиться всего 5%. По своим физическим свойствам он очень близок к этиленгликолю. Замерзание наступает при температуре 60 0 С. Коэффициент теплового расширения всего на 5% превышает аналогичный показатель воды.

При использовании пропиленгликоля, надо принимать в расчёт следующие факторы:

  1. Вязкость. Принимая во внимание повышенную вязкость по сравнению с водой,при проектировании системы отопления необходимо подбирать циркуляционный насос повышенной производительности. Это обеспечит нормальную скорость передачи тепла от отопительного котла к радиаторам отопления.
  2. Химические свойства. По своим химическим свойствам этот антифриз близок к этиленгликолю. Перед началом его использования, необходимо удостовериться в том, что на выбранном оборудовании, возможно применять данный теплоноситель. В противном случае, можно повредить котёл и систему отопления в целом. Применение резиновых уплотнителей, а также пакли, тоже не представляется возможным.
  3. Заполнение системы. Для того,чтобы заполнить контур отопления пропиленгликолем, необходимо применить подпиточный насос. В самой низшей точке системы отопления, необходимо предусмотреть место для присоединения подпиточного насоса. Заполнять систему необходимо медленно. При этом, все воздушные клапаны должны быть открыты. Такой способ заполнения поможет избежать закупорки системы воздухом.

Положительные факторы:

  1. Предохраняет систему от порывов при замерзании. При замерзании объем увеличивается всего на 0,1% (теплоноситель на этиленгликоле – примерно 1,5%). Сливать из системы в зимнее время теплоноситель не требуется.
  2. При использовании абсолютно не токсичен и безопасен для человека.
  3. По своим показателям имеет максимальный, после воды, уровень безопасности. Не опасен даже при вдыхании паров длительное время.
  4. Благодаря смазывающим свойствам предотвращает коррозию металлических частей системы отопления, снижает гидродинамическое сопротивление и способствует улучшению работы вторичного контура насоса.
  5. Хорошие теплофизические свойства.
  6. При использовании не образуется накипи.
  7. Обладает бактерицидными и стерилизующими свойствами.
  8. Пропиленгликоль не горюч и взрывобезопасен.

Отрицательные факторы – значительно высокая цена, в сравнении с другими видами теплоносителей.

Расчёт количества теплоносителя

Узнать нужное количество теплоносителя можно 2 способами:

Расчётный

Необходимо суммировать количество теплоносителя в котле радиаторах и трубопроводах. Данные о количестве теплоносителя в котле и батареях можно взять из паспортов.

Объем жидкости внутри трубы можно рассчитать по формуле:

  • V = S (площадь сечения трубы) x L (длина трубы).

Для упрощения расчётов существует таблица объёмов.

Объем воды в радиаторе:

  • алюминиевый радиатор — 1 секция — 0,450 литра;
  • биметаллический радиатор — 1 секция — 0,250 литра;
  • старая чугунная батарея – 1 секция — 1,700 литра;

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;

Опытный

Для определения объёма опытным путём, необходимо полностью заполнить контур отопления водой. Затем необходимо аккуратно слить воду, замеряя, при этом объем мерной ёмкостью.

При заполнении водой необходимо приоткрыть кран, установленный на участке системы водоподготовки. При этом, воздушные клапаны должны быть открыты. Так можно избежать завоздушивания системы.

Слив воды из контура отопления производится через дренажный кран в систему канализации или подпиточный бак. Заполнение системы пропиленгликолем необходимо производить с помощью подпиточного насоса.

Как и в случае с водой, заполнение необходимо производить с малой скоростью. Учитывая стоимость пропиленгликоля, дренировать системы нужно только в подпиточный бак.

Периодичность замены воды в контуре отопления, как правило, составляет один тепловой сезон. Для антифризов периодичность установленная производителем составляет 5 лет.

Стоимость и критерии выбора

Этиленгликоль – самый доступный из антифризов.

Самым доступным видом теплоносителя является вода.

Стоимость этиленгликоля за 1 килограмм составляет от 50 до 70 рублей. Пропиленгликоль самый дорогой представитель: его стоимость за 1 килограмм колеблется от 80 до 130 рублей, в зависимости от расфасовки и страны производителя.

Читайте также:  Автономные системы отопления, установка отопительных агрегатов своими руками: инструкция, фото и видео-уроки, цена

Как уже видно теплоноситель может существенно повлиять на характеристики отопительной системы.

Вода имеет самую высокую теплоёмкость из вышеописанных представителей, поэтому увеличивать мощность радиаторов отопления не потребуется, показатели её вязкости оптимальны, она прекрасно движется как в системах с естественной циркуляцией, так и с принудительной циркуляцией.

В паспортах циркуляционных насосов в характеристике оборудования, указывается давление и расход из расчёта вязкости воды. Нагрузки на насосное оборудование стандартны, а котлы, как правило, рассчитаны на работу по тепловому графику 95-70, что на 5 градусов ниже температуры кипения воды.

Параметры теплоёмкости антифриза достаточно хорошие, но меньшие по сравнению с водой, поэтому понадобятся дополнительные секции радиаторов или же более частая укладка трубы тёплого пола. Этиленгликоль из-за его повышенной токсичности для жилых помещений лучше не использовать.

Пропиленгликоль хоть и значительно дороже воды, но даёт гарантию стабильной и безопасной эксплуатации системы отопления в холодное время года.

Блиц-советы

  1. Выбор теплоносителя необходимо производить еще в процессе проектирования.
  2. Этиленгликолевые смеси категорически запрещено применять в двухконтурных котлах.
  3. Применение пропиленгликоля оправданно в относительно небольших контурах отопления и только при отсутствии утечек.

Не слишком ли велик расход теплоносителя в системе отопления? Формула расчета

Теплоносителями для системы отопления могут выступать жидкости и газы.

Обычно в качестве теплоносителя для системы отопления частного дома или квартиры применяют воду, этилен- или пропиленгликоль.

Он должен отвечать определенным требованиям.

Требования к теплоносителю в системе отопления

Есть 5 пунктов, которые нужно соблюдать:

  • высокий показатель переноса теплоты;
  • низкая вязкость, при этом стандартная (как у воды) текучесть;
  • малая расширяемость при остывании;
  • отсутствие токсичности;
  • небольшая стоимость.

Фото 1. Теплоноситель Эко -30 на основе пропиленгликоля, вес 20 кг, производитель – «Технология уюта».

Для выбора рекомендуется обратиться к профессиональному сантехнику, который поможет сделать расчёты и выбрать подходящий теплоноситель.

Как рассчитать расход

Значение представляет собой количество теплоносителя в килограммах, которое тратится в секунду. Оно используется для передачи температуры в помещение посредством радиаторов. Для расчёта необходимо знать потребление котла, которое расходуется на обогрев одного литра воды.

G = N / Q, где:

  • N — мощность котла, Вт.
  • Q — теплота, Дж/кг.

Величину переводят в кг/час, умножая на 3600.

Формула для расчёта необходимого объёма жидкости

Повторное заполнение труб требуется после ремонта или перестройки обвязки. Для этого находят количество воды, нужное системе.

Обычно достаточно собрать паспортные данные и сложить их. Но также можно найти его вручную. Для этого считают длину и сечение труб.

Числа перемножаются и добавляются к батареям. Объём секций радиатора составляет:

  • Алюминиевого, стального или сплава — 0,45 л.
  • Чугунного — 1,45 л.

А также есть формула, по которой можно примерно определить общее количество воды в обвязке:

V = N * VкВт, где:

  • N — мощность котла, Вт.
  • VкВт— объём, которого достаточно для передачи одного киловатта тепла, дм 3 .

Это позволяет посчитать только ориентировочное число, поэтому лучше свериться с документами.

Для полной картины также нужно посчитать объём воды, вмещаемой прочими компонентами обвязки: расширительным баком, насосом и т. д.

Внимание! Особенно важен бак: он компенсирует давление, которое повышается из-за расширения жидкости при нагреве.

В первую очередь нужно определиться с используемым веществом:

    вода имеет коэффициент расширения 4%;

Формула для расчёта:

V = (Vs * E)/D, где:

  • E — коэффициент расширения жидкости, указанный выше.
  • Vs — расчётный расход всей обвязки, м 3 .
  • D — эффективность бака, указанная в паспорте устройства.

Найдя эти значения, их нужно просуммировать. Обычно получается четыре показателя объёма: труб, радиаторов, нагревателя и бака.

При помощи полученных данных можно осуществить создание системы отопления и заполнить её водой. Процесс залива зависит от схемы:

  • «Самотёком» выполняется из высшей точки трубопровода: вставляют воронку и пускают жидкость. Это делают не спеша, равномерно. Предварительно внизу открывают кран, и подставляют ёмкость. Это помогает избежать образования воздушных пробок. Применяется, если отсутствует принудительный ток.
  • Принудительная — требует насоса. Подойдёт любой, хотя лучше использовать циркуляционный, который затем применяют в отоплении. В течение процесса нужно снимать показания манометра, чтобы избежать повышения давления. И также обязательно открывают воздушные клапаны, что помогает с выпуском газа.

Как посчитать минимальный расход теплоносителя

Вычисляются также, как затраты жидкости в час на обогрев помещений.

Его находят в перерыв между отопительными сезонами как число, зависящее от горячего водоснабжения. Существует две формулы, применяемых в расчётах.

Если в системе нет принудительной циркуляции ГВС, или она отключена из-за периодичности работы, то расчёт выполняют с учётом среднего расхода:

Qгср — среднее значение теплоты, которое передаёт система за час работы в неотопительный сезон, Дж.

$ — коэффициент изменения расхода воды летом и зимой. Принимается соответственно равным 0,8 или 1,0.

Tп — температура в подаче.

Tоб3 — в обратке при параллельном подключении нагревателя.

C — теплоёмкость воды, принимают равной 10 -3 , Дж/°С.

Температуры принимают равными соответственно 70 и 30 градусам Цельсия.

Если есть принудительная циркуляция ГВС или с учётом нагрева воды ночью:

Qцг — расход теплоты для прогрева жидкости, Дж.

Значение этого показателя принимают равным (Kтп * Qгср) / (1 + Kтп), где Kтп — коэффициент потери тепла трубами, а Qгср — средний показатель расхода мощности на воду в час.

Tп — температура подачи.

Tоб6 — обратки, измеренная после котла, циркулирующего жидкость по системе. Она равна пять плюс минимально допустимая в точке водоразбора.

Специалисты берут числовое значение коэффициента Kтп из следующей таблицы:

Типы систем ГВСПотеря воды теплоносителем
С учётом тепловых сетейБез них
С изолированными стояками0,150,1
С изоляцией и с сушителями для полотенец0,250,2
Без изоляции, но с сушилками0,350,3

Важно! С расчётом минимального расхода можно ознакомиться подробнее в строительных нормах и правилах 2.04.01—85.

Полезное видео

Ознакомьтесь с видео, в котором рассказывается, как после расчетов заполнить систему.

Количество учитываемых параметров

При расчётах учитывают не только длину, сечение труб и количество секций радиатора, но также прочие используемые в обвязке элементы. Для вычислений следует пригласить специалиста по сантехнике, который поможет выбрать вид теплоносителя и, при необходимости, залить его.

Правильный расчет теплоносителя в системе отопления

По совокупности признаков бесспорным лидером среди теплоносителей является обыкновенная вода. Лучше всего использовать дистиллированную воду, хотя подойдет и кипячёная или химически обработанная – для осаждения растворённых в воде солей и кислорода.

Однако если существует вероятность того, что температура в помещении с системой отопления на некоторое время опустится ниже нуля, то вода в качестве теплоносителя не подойдёт. Если она замёрзнет, то при увеличении объёма велика вероятность необратимого повреждения системы отопления. В таких случаях используют теплоноситель на базе антифриза.

Расчет объема теплоносителя – что нужно знать перед началом

Что требуется от идеального переносчика тепла:

  • Хорошая передача тепла
  • Небольшая вязкость
  • Низкая расширяемость при замерзании
  • Небольшая текучесть
  • Нетоксичность
  • Дешевизна


Количество теплоносителя в системе отопления

Теплоноситель нужен после монтажа новой отопительной системы, после её ремонта или реконструкции.

Перед заполнением отопительной системы требуется определить точное количество теплоносителя, для того чтобы заранее купить или подготовить необходимый объём. Нужно собрать информацию про паспортный объем всех отопительных приборов и трубопроводов (детальнее: “Расчет объема системы отопления, включая радиаторы”). Обычно такие данные содержатся на упаковке или в справочной литературе. Объём труб легко высчитывается по их длине и известному сечению.

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

Расход теплоносителя в системе отопления можно примерно подсчитать и без суммирования. Можно просто исходить из мощности отопительной системы. Для расчёта используют соотношение, что отопительной системе для передачи одного килоВатта тепла понадобится 15 литров неплоносителя. Нетрудно подсчитать, что для отопительной системы мощностью 75 килоВатт понадобится 75х15=1125 литров теплоносителя. Ещё раз – этот метод приблизительный и не даёт точного объёма. Читайте также: “Как рассчитать систему отопления”.

Нам недостаточно подсчитать расход теплоносителя – формула для вычисления объёма расширительного бака также совершенно необходима.

Мало просто просуммировать объёмы составляющих теплосети (радиаторов, котла и трубопроводов). Дело в том, что в процессе нагревания исходной объём жидкости существенно изменяется, а следовательно возрастает давление. Для того, чтобы его скомпенсировать, применяют так называемые расширительные баки.

Читайте также:  Жидкость для отопительных систем Теплый дом, как выбрать антифриз своими руками: инструкция, фото и видео-уроки, цена

Их объём вычисляется с использованием следующих показателей и коэффициентов:

Е – так называемый коэффициент расширения жидкости (исчисляется в процентах). Для разных теплоносителей он разный. Для воды он составляет 4%, для антифриза на базе этиленгликоля – 4,4 %.

d – коэффициент эффективности расширительного бака
VS – расчетный расход теплоносителя (просуммированный объём всех составляющих системы теплоснабжения)
V – результат вычисления. Объём расширительного бака.

Формула для расчета – V = (VS x E)/d

Расчет теплоносителя в системе отопления выполнен – пора заливать!

Существуют два варианта заполнения системы, в зависимости от её конструкции:

  • Заливка «самотёком» – в высшей точке системы в отверстие вставляется воронка, через которую постепенно заливается теплоноситель. Нужно не забыть в нижней точке системы открыть кран и подставить какую-то ёмкость.
  • Принудительная закачка с помощью насоса. Подойдет практически любой электрический насос малой мощности. В процессе заполнения следует контролировать показания манометра, дабы не переборщить с давлением. Очень желательно не забыть открыть воздушные клапаны на батареях.

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). Читайте также: “Как сделать расчет расхода теплоносителя для системы отопления – теория и практика”.

Некоторые советы по наполнению системы отопления теплоносителем на видео:

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

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.

  • В системе отопления могут быть смонтированы и другие приборы, вмещающие определенный объем теплоносителя – это коллекторы заводского изготовления, буферные емкости (теплоаккумуляторы), бойлеры, гидравлические разделители. Если подобное оборудование есть, то достаточно выбрать соответствующий пункт в калькуляторе, чтобы появилось дополнительное окно ввода паспортного значения объёма прибора (одного, или сразу нескольких – суммарно).

Итоговое значение калькулятор покажет в литрах.

Как рассчитывать объем теплоносителя в системе отопления

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.

Выбор теплоносителя

Чаще всего в качестве рабочей жидкости для систем отопления применяется вода. Впрочем, эффективным альтернативным решением может стать антифриз. Такая жидкость не замерзает при понижении температуры окружающей среды до критической для воды отметки. Несмотря на очевидные преимущества, цена антифриза достаточно высока. Поэтому используют его преимущественно для обогрева незначительных по площади строений.

Заполнение отопительных систем водой нуждается в предварительной подготовке такого теплоносителя. Жидкость должна быть отфильтрована от растворенных минеральных солей. Для этого могут быть использованы специализированные химические реагенты, которые присутствуют в продаже. Более того, из воды в системе отопления должен быть удален весь воздух. В противном случае возможно снижение эффективности обогрева помещений.

Общие расчеты

Определять общую емкость отопления необходимо, чтобы мощности отопительного котла хватило для качественного обогрева всех помещений. Превышение показателей допустимого объема может привести к повышению износа отопительного прибора, а также значительному расходу электроэнергии.

Необходимое количество теплоносителя рассчитывается согласно следующей формуле:
Общий объем = V котла + V радиаторов + V труб + V расширительного бачка

Отопительный котел

Определиться с показателем емкости котла позволяет вычисление мощности нагревательного агрегата. Для этого достаточно взять за основу соотношение, при котором 1 кВт тепловой энергии достаточно для эффективного обогрева 10 м2 жилплощади. Данное соотношение является справедливым при наличии потолков, высота которых составляет не более 3-х метров.

Как только станет известен показатель мощности котла, достаточно отыскать подходящий агрегат в специализированном магазине. Объем оборудования каждый производитель указывает в паспортных данных.

Поэтому в случае выполнения правильного расчета мощности проблем с определением нужного объема не возникнет.

Трубы

Чтобы определить достаточный объем воды в трубах, необходимо вычислить поперечное сечение трубопровода согласно формуле – S = π × R2, где:

  • S – поперечное сечение;
  • π – постоянная константа, равная 3,14;
  • R – внутренний радиус труб.

Рассчитав значение площади поперечного сечения труб достаточно умножить его на общую длину всего трубопровода в системе отопления.

Расширительный бак

Определить, какой емкостью должен обладать расширительный бак, можно, располагая данными о коэффициенте температурного расширения теплоносителя. У воды этот показатель составляет 0,034 при подогреве до 85 оС.

Выполняя расчет достаточно воспользоваться формулой: V-бака = (V сист × K) / D, где:

  • V-бака – необходимый объем расширительного бачка;
  • V-сист – общий объем жидкости в остальных элементах системы отопления;
  • K – коэффициент расширения;
  • D – эффективность расширительного бачка (указывается в технической документации).
Читайте также:  Воздушное отопление дома, производственных помещений, коттеджа: видео-инструкция по монтажу своими руками, установка оборудования, автоматического клапана,

Радиаторы

В настоящее время существует широкое разнообразие отдельных типов радиаторов для отопительных систем. Помимо функциональных различий все они имеют разную высоту.

Чтобы рассчитать объем рабочей жидкости в радиаторах, необходимо для начала подсчитать их количество. После чего умножить данную сумму на объем одной секции.

Узнать объем одного радиатора можно, воспользовавшись данными из технического паспорта изделия. При отсутствии такой информации можно сориентироваться согласно усредненным параметрам:

  • чугунные – 1,5 л на секцию;
  • биметаллические – 0,2-0,3 л на секцию;
  • алюминиевые – 0,4 л на секцию.

Понять, как правильно рассчитать значение позволит следующий пример. Допустим, имеется 5 радиаторов, изготовленных из алюминия. Каждый обогревательный элемент содержит по 6 секций. Производим расчет: 5×6×0,4 = 12 л.

В итоге

Как видно, расчет емкости отопления сводится к вычислению суммарного значения четырех вышеуказанных элементов.

Определить необходимую емкость рабочей жидкости в системе с математической точностью удается не каждому. Поэтому, не желая выполнять расчет, некоторые пользователи действуют следующим образом. Для начала заполняют систему примерно на 90%, после чего проверяют работоспособность. Далее стравливают скопившийся воздух и продолжают заполнение.

В процессе эксплуатации отопительной системы происходит естественный спад уровня теплоносителя в результате конвекционных процессов. При этом происходит потеря мощности и производительности котла. Отсюда вытекает необходимость наличия резервной емкости с рабочей жидкостью, откуда можно будет отслеживать убыток теплоносителя и при необходимости производить его пополнение.

Как выбрать теплоноситель для системы отопления

Наибольшее распространение получили системы отопления с применением жидкостного теплоносителя. Эти комплексные системы включают в себя целый ряд оборудования: насосные станции, котельные, теплообменники и т.д. Стабильная работа оборудования зависит не только от его технического состояния, но и от типа и качества самого теплоносителя.

Схема отопления дома с помощью теплоносителя.

В большинстве случаев для обогрева загородных домов, дач, гаражей и других объектов заполнение системы отопления производили водой. Помимо неоспоримой пользы это приносило ряд неудобств, к тому же со временем выявлялись существенные недостатки. Небольшой объем теплоносителя в системе отопления котельных позволил найти ей достойную альтернативу.

Достоинства и недостатки воды

Несомненным преимуществом воды является наивысшая теплоемкость среди других жидкостей. Для ее нагрева требуется значительное количество энергии, но при этом она позволяет передать немалое количество тепла при охлаждении. Как показывает расчет, при нагревании 1 л воды до температуры 95°С и ее охлаждении до 70°С выделится 25 ккал тепла (1 калория — количество теплоты, необходимой для нагрева 1 г воды на 1°С).

Утечка воды при разгерметизации системы отопления не окажет негативного влияния на здоровье и самочувствие. И для того, чтобы восстановить начальный объем теплоносителя в системе, достаточно долить недостающее количество воды в расширительный бак.

Процесс монтажа системы отопления.

К недостаткам можно отнести замерзание воды. После запуска системы требуется постоянный контроль за ее бесперебойной работой. Если возникла необходимость отъезда на длительный срок или по каким-либо причинам приостановлена подача электроэнергии или газа, то придется произвести слив теплоносителя из системы отопления. В противном случае при низкой температуре, замерзая, вода расширится и произойдет разрыв системы.

Следующий недостаток — это способность вызывать коррозию во внутренних узлах системы отопления. Не подготовленная должным образом вода может содержать в своем составе повышенный уровень солей и минералов. При нагревании это способствует появлению осадков и нарастанию накипи стенках элементов. Все это приводит к уменьшению внутреннего объема системы и снижению теплоотдачи.

Чтобы избежать этого недостатка или свести его к минимуму, прибегают к очистке и смягчению воды, вводя в ее состав специальные присадки, либо применяют другие методы.

Кипячение — это самый простой и известный каждому способ. В процессе обработки значительная часть примесей отложится в виде накипи на дне емкости.

Используя химический способ, в воду добавляют определенное количество гашеной извести или кальцинированной соды, которые приведут к образованию осадка. После окончания химической реакции путем фильтрации воды устраняют выпавший осадок.

Меньшее количество примесей содержится в дождевой или талой воде, но для систем отопления наилучшим вариантом будет дистиллированная вода, в которой эти примеси вовсе отсутствуют.

Если нет желания заниматься недостатками, то следует задуматься об альтернативном решении.

Антифризы: параметры и виды теплоносителей

Основой для производства антифриза служит этиленгликоль или пропиленгликоль. В чистом виде эти вещества представляют собой весьма агрессивные среды, но дополнительные присадки делают антифриз пригодным для использования в системах отопления. От введенных присадок зависит степень антикоррозийности, срок работы и, соответственно, конечная стоимость.

Промывка системы отопления перед закачкой антифриза.

Главной же задачей присадок является защита от коррозии. Имея низкую теплопроводность, слой ржавчины становится изолятором тепла. Ее частицы способствуют засорению каналов, выводят из строя циркуляционные насосы, приводят к протечкам и повреждениям в отопительной системе.

Более того, сужение внутреннего диаметра трубопровода влечет за собой гидродинамическое сопротивление, из-за чего скорость теплоносителя снижается, увеличиваются энергозатраты.

Антифриз имеет широкий диапазон температур (от -70°С до +110°С), но, изменяя пропорции воды и концентрата, можно получить жидкость с другой температурой замерзания. Это позволяет использовать прерывистый режим отопления и включать обогрев помещений только при необходимости. Как правило, антифриз предлагается двух типов: с температурой замерзания не больше -30°С и не больше -65°С.

В промышленных системах охлаждения и кондиционирования, а также в технических системах с отсутствием особых экологических требований используется антифриз на основе этиленгликоля с антикоррозийными присадками. Связано это с токсичностью растворов. Для их применения требуются расширительные баки закрытого типа, не допускается использование в двухконтурных котлах.

Иные возможности применения получил раствор на основе пропиленгликоля. Это экологически чистый и безопасный состав, который применяют в пищевой, парфюмерной промышленности и жилых зданиях. Везде, где требуется не допустить возможности попадания в почву и грунтовые воды токсичных веществ.

Следующий тип — триэтиленгликолевый, который применяют при высоких температурных режимах (до 180°С), но его параметры не дали широкого применения.

Процесс закачки антифриза в систему отопления.

Рекомендации при выборе и эксплуатации

Делая выбор теплоносителя для системы отопления, стоит знать, что не все отопительные системы способны работать с антифризом. Многие производители не допускают возможности его использования в виде теплоносителя, зачастую это служит поводом для отказа в гарантийном обслуживании оборудования.

Перед тем как заполнить систему отопления теплоносителем, нужно тщательно изучить его особенности, такие как:

  • состав, назначение и виды присадок;
  • температура замерзания;
  • длительность эксплуатации без замены;
  • взаимодействие антифриза с резиной, пластиком, металлом и т.д.;
  • безвредность для здоровья и экологическая безопасность (замена теплоносителя в системе потребует его слить).

Меньший, чем у воды, коэффициент поверхностного натяжения придает ему текучесть и позволяет с легкостью проникнуть в поры и микротрещины. Все соединения нужно уплотнить тефлоновыми, паронитовыми или из стойкой резины прокладками. Бессмысленно использовать в системе отопления элементы с цинковым покрытием. В результате химической реакции оно будет уничтожено за время первого отопительного сезона.

Расчет показывает, что из-за низкой теплоемкости антифриз медленнее накапливает и отдает теплоэнергию, поэтому необходимо использовать трубы с увеличенным диаметром и повысить количество секций радиаторов. Циркуляция теплоносителя в системе затрудняется повышенной вязкостью антифриза, что снижает КПД. Устраняется это путем замены насоса на более мощный.

Предварительный расчет поможет правильно спроектировать отопительный контур и позволит узнать необходимый объем теплоносителя в системе.

Недопустимо превышать температуру теплоносителя в системе отопления больше заявленной производителем. Даже кратковременно увеличенная температура теплоносителя ухудшает его параметры, приводит к распаду присадок и возникновению нерастворимых образований в виде осадка и кислот. При попадании на нагревательные элементы осадка возникает нагар. Кислоты, вступая в реакцию с металлами, способствуют образованию коррозии.

Срок эксплуатации антифриза зависит исключительно от выбранного режима и составляет 3-5 лет (до 10 сезонов). Перед его заменой необходимо промыть всю систему и котел водой.

Запуск системы

Заполнение системы отопления можно разбить на несколько ступеней. Для начала нужно качественно очистить отопительное оборудование и проверить на герметичность, чтобы исключить дополнительный расход теплоносителя. Сам процесс потребует наличия насоса с манометром, шланга для подключения к системе, аппаратуры опрессовки и емкости для теплоносителя.

Вибрационным насосом закачивают теплоноситель в систему до нужного давления. По завершении закачки в течение некоторого времени отслеживают уровень давления. Его изменения помогут выявить наличие утечки, после устранения которой необходимо восполнить расход теплоносителя.

Холодному котлу не стоит сразу устанавливать высокую температуру нагрева, из-за характерных особенностей теплоносителю нужно время на разогрев.

Добавить комментарий