Excel файл для расчета отопления с естественной циркуляцией

Нашел этот сайт случайно... В 2 часа ночи, сейчас уже 7.30... Думал про себя - профессор! Теперь не иначе как дилетантом не считаю!
Несколько слов про свою проблему. Ближе к осени буду делать отопление - летом планирую сайдинг (это в другой ветке).
Тоже много читал, пытался считать... Результат:
Систему планирую такую:
Три уровня. Котел в самой нижней точке. Стояк идет на третий этаж, там расходится на две эдентичные (разные по длине и количеству батарей) петли. Поэтому описываю одну из них: на третьем этаже один радиатор "проходной" (все радиаторы с кранами по входу и выходу) параллельно с подающей трубой. Далее подающая труба спускается на второй этаж и обеспечивает четыре радиатора по классической схеме: подача под потолком - обратка по полу. Затем, уже обратка, спускаетя на первый этаж и тут то же что и на третьем: один радиатор "проходной" параллельно обратке. Далее в котел.
Стояло три проблемы: Мощность котла, количество секций радиатора в каждой точке отопления и диаметр труб.
Котел. Площадь отапливаемых помещений 140 м2. Стоял вопрос АОГВ-17,4 и АОГВ-23. Взял 17,4 т.к. сказали,что запас мощности котла не нужен хотя бы из-за того, что расход газа 1,6 против 2,3. Короче взял 17,4 - он до 150м2.
Количество секций. Разделил мощность котла (взял 14 кВт а не 17,4 - минус потери КПД и т.д.) на мощность одной секции - 200 Вт. Получил 74 секции (расчетов под рукой нет поэтому цифры примерные). Затем распределил их по точкам отопления по принципу - 1 кВт (5 секций) на 10м2. (Где не получалось целое число - округлял в сторону увеличения). Получилось 76.
Остались трубы. Исходя из номенклатуры (трубы полипропиленовые) есть два варианта: первый - стояк 40, подача/обратка 30, к радиаторам 20; второй - стояк 50, подача/обратка 40, к радиаторам 25.
Решил взять второй вариант. Насос будет, но в основном хочу ЕЦ.
Ваше мнение, специалисты! Что не так?

 

После того как разобрался в расчетах и подсчитал для своего дома. понял что 1 секция на 10 м2 это не дедовский способ, а способ динозавров. )) долго глаза были квадратные от понимания как же мы заблуждаемся.

 

Подскажите как в программе сделать два стояка, а не четыре?

 

вообще-то не одна, а 5 секций на 10 м2!! (т.к. 1кВт на 10м2, одна секция это примерно 200 Вт=0,2 Квт х 5скций = 1 кВт)
и еще - 200 кВт на одну секцию - это прописано в паспорте радиатора. но!! не везде написано, что это при температуре подачи 70 градусов и до остывания комнатной температуры , т.е 20 градусов. Следовательно для однотрубной системы это точно не годиться (я думаю) Я уже почти неделю сижу в инете и с книжками, составляю себе проект отопления и только сегодня наткнулась на эту информацию. вот. хотелось поделиться. может кому-то поможет))

 

..."Пересидели" с книжками.. 200 Вт - при температуре подачи 90-95* и тепловом напоре (90-20*)= 70*
А об однотрубной системе можно здесь осведомиться.

 

Вы правы, а почему бы и не открыть, тут кому-то печник требовался?
Печник Юрий Подгорнов
Котел я придумал - высотой в 4.5 метра...

 

Печь-камин с котлом на сырых дровах, высотой в четыре с половиной метра...

 

Все это интересно, ..однако, не в ладах с ПРАВИЛА-ми форума. Для открытия "своей темы" надо нажать "кнопку" в окне (на странице подраздела "Печи и камины").

Всю "рекламную информацию", в виде асек, сайтов и телефонов необходимо убрать, пригласив желающих в "личку", если есть такая необходимость.

Ограничения и запреты​

Запрещено создание сообщений, содержащих:

несанкционированную рекламу в любом виде. Несанкционированное размещение рекламы на форуме запрещено и подлежит немедленному удалению, а аккаунт пользователя может быть заблокирован на усмотрение модератора. Отдельные виды рекламы разрешены в соответствии с условиями раздела «Реклама на форуме».

Из ПРАВИЛ форума.

 

а где ВЫ видете рекламу?
Боже сохрани...

 

На сайте Данфос можно скачать программу, которая сама считает сопротивления труб, радиаторов, отводов, изгибов и т.п.

 

Да в общем то для данного случая критичным является диаметр трубы, а местные сопротивление большого значения не имеют.

 

Попробовал собрать все существенное промелькнувшее в данной теме в одном месте, чтобы не перелопачивать по 100 раз весь словесный мусор, который тут был. (Изложил чужие путанные и неоконченные мысли своими словами. Не факт что на 100% верно, но хотелось бы надеяться.)


Системы отопления (СО) с естественной циркуляцией (ЕЦ) вро де бы умеют считать
программы DanfossCO и OventropCO. ?

Для расчета СО с ЕЦ полезны книги:

1.Каменев, Сканави, Богословский, Егиазаров, Щеглов Часть 1. Отопление
Учебник для вузов, М.1975 главы 4,5

2.Ливчак И. Ф. Квартирное отопление
Пример расчета стр.96.

Во многом, до сих пор не потеряла своей актуальности. Может кому-то поможет,
в том числе и СО с ЕЦ рассчитать. Качать по ссылке
tgv.khstu.ru/downloads/kniga_oto_kvartirn_oto_Livchak_1982.djvu

4.На этом сайте можено скачать еще немного литературы
lord-n.narod.ru/klimat.html

------------------------------------------------------------------------
Про системы отопления с ЕС

Эфективности преобразования энергии топлива в тепловую оценивают
коэфициентом полезного действия (КПД) котла. Т.е. котлы между собой сравнивают
по КПД.
Для оценки СО используют другое понятие - эфективность СО, которое характиризует
способность СО передавать полученное от котла тепло в помещение.

Есть много факторов влияющих и ограничивающих эфективность СО, как то:
температура теплоносителя СО, площади теплоотдающих поверхностей,
скорость и объем циркулирующего теплоносителя.

Для достижения "компромисса" по всем этим параметрам и проводят
полный тепловой и гидравлический расчет системы отопления. Цель этого
расчета добиться для воды, как теплоносителя системы отопления перепада
температур между "подача/обратка" на котле не более 20*С (общеизвестная
стандартная величина)

Больший перепад может быть следствием не только избыточной поверхности
радиаторов, сильного холода в доме, но и следствием недостаточной
циркуляции теплоносителя в СО.


Циркуляционное давление в системе с ЕЦ определяется разностью
плотностей воды в горячей и холодной частях системы. Сама плотность воды
от давления практически не зависит.


Циркуляционное давление в системе отопления зависит от совокупного действия
двух факторов:

1.Разности плотностей воды в горячей и холодной частях системы.
2.Геометрии системы - а именно, взаимного расположения центра нагревания
и центра охлаждения системы, точнее величиной их разноса по высоте
друг относительно друг друга.

- Чем выше поднят по высоте центр охлаждения системы над центром нагревания,
тем больше циркуляционное давление в системе будет создавать охлаждающаяся
вода.

- Если центр нагревания и центр охлаждения расположены на одном уровне, то
величина циркуляциоонного давления будет всецело определяться п.1

- Расположение центр охлаждения ниже центра нагревания, вообще будет
препятствовать естественной циркуляции теплоносителя в системе, т.к.
для подъема более тяжелой остывшей воды из центра охлаждения вверх до
центра нагревания системы необходимо дополнительное давление, которое
и отбирается у циркуляционного давление из п.1, ослабляя его.

Без формул на словах:
Величина цирк. давления, как одна из величин формулы, зависит от величины
перепада между центром нагрева (условно- середина котла) и центром охлаждения
(условно- середина отопительного прибора-радиатора). Это условно, а точнее -
между центром нагрева и центром охлаждения системы. А цетр охлаждения системы
ищется как среднее-геометрическое между центрами охлаждения отопительных
приборов и труб разводки. Следовательно, приподнять центр охлаждения системы
(для увеличения циркуляционного давления) можно 2-мя способами.
1-й всем известен - опустить котел.
2-й - подняв под потолок подающую трубу.

Чтобы еще больше увеличить циркуляцию в системе нужно поднятую под потолок
трубу протянуть как можно дальше, для еще болшего охлаждения жидкости в ней.

Увеличивая количество секций на батареях мы никоим образом не влияем на
величину перепада между центрами нагревания и охлаждения.

Единственное, на что повлияет такая добавка - батареи станут холоднее за счет
дополнительной площади охлаждения, что вызовет некоторое (возможно ничтожное
в масштабах конкретной системы (если система на два этажа и/или подвал))
увеличение циркуляции за счет увеличения перепада температур на высоте от
середины радиатора до нижней трубы разводки. Иногда (например в квартирных СО с
котлом на уровне батарей и разводкой всех труб по комнате) даже такая небольшая
прибавка оказывается существенной.

Это вообще как бы особенность/недостаток ЕЦ - нужно много радиаторов.
Чем больше радиаторов тем, по идее веселее естественная цирркуляция.

 

В СО с ЕЦ горизонтальные трубы должны быть разведены с уклонами.

Уклоны вносят только небольшой (в абсолютных величинах) вклад в циркуляцию.
Однако в случае когда котел и радиаторы находятся на одном уровне, уклоны -
это единственный источник ЕЦ. Если котел будет выше радиаторов, то никакие
уклоны не помогут.

Если в СО с ЕС котел поставить выше радиаторов - система не будет работать.
Будут нагреваться только верха батарей. Даже когда котел будет работает на
полную мощность он не сможет протолкнуть холодную тяжелую воду по системе.


Известно, что одним из требований нормальной работы СО с ЕЦ и хорошего
прогрева батарей является выполнение условия: нижний розлив (обратка) котла
должна быть ниже НИЗА батарей. Это классический (идеальный) случай.

Если пол в том месте, где стоит котел не имеет впадины, т.е. котел установлен
на уровне общего пола в помещении или даже несколько выше (на небольшом
постаменте, например, внутри печи или на ножках),
то для получения необходимых уклонов обратки, батареи приходиться задирать выше,
иногда неприемлимо высоко.

В этом случае, при условии, что низ батарей остаётся все равно ВЫШЕ нижнего
патрубка котла ! трубы обратки допустимо пустить несколько ниже этого
патрубка. Из практики перепад в 10-15см в правильно спроектированной системе
с запасом скорее всего будет незаметен - система будет работать отлично.

Вопрос о макисмально допустимой величине перепада, при оговоренных условиях,
например, можно ли трубы обратки пустить намного ниже (40-50см) от нижнего
патрубка котла (через подвал или под полом) остается открытым и в общем случае
требует расчета. Хотя есть мнение, что и такая система будет работать.

Из теории следует, что если в обратной трубе в такой схеме температура воды
по длине обратки несколько падает (а она не может не падать при длинной трубе),
то это падение температуры будет создавать движущую силу против основного
потока воды. Но поскольку часто это падение температуры не очень значительно,
то и ощутимого влияния на общую работу системы быть не должно.

Отсюда можно сделать два вывода. Для улучшения циркуляции воды в системе
1)подъем трубы обратки лучше делать не у самого котла, где падение температур
воды наибольшее, а как можно ближе к батареям, где падение
температур воды несколько меньше.
2)при возможности обратку на участке ниже котла лучше утеплить

Понятно, что на практике данным рекомендация необходимо следовать по
возможности. Например, для соблюдения общего уклона обратки, батарею надо
поднять выше уровня подоконника, что неприемлимо. Батарей меньшей высоты нет
в наличии. Вешаем имеющиеся батареи под окна как обычно. Обратку, сразу после
выхода из низа батареи поднимаем на нужный уровень, который обеспечивает
ее требуемый уклон и далее водичка по ней течет остывая под уклоном к котлу.
При этом мы лишаемся единой нижней точки системы, через которую можно слить
ВСЮ воду из системы, но несколько улучшаем циркуляцию. Здесь каждый должен решить
для себя сам, как часто меняется теплоноситель в системе. Обычно лет за 20 один
раз в домах постоянного проживания сливать систему приходится. А топить-то каждый
день надо в холодное время...

 

---------------------------------------------------------------------
Как количественно прикинуть работу СО с ЕЦ?

Каждый элемент системы - труба, радиатор, котел - создает движущую силу
пропорциональную
1) изменению температуры в элементе,
2) высоте элемента.

Для качественной оценки величины и направления этой движущей силы, а
следовательно, и работы всей системы в целом, удобно принять "центр нагрева"
котла за высоту 0. В этом случае движущая сила в самом котле становиться
равной 0.

Для остальных элементов системы движущая сила (в условных "попугаях")
будет пропорцианальна произведению

dT·H

где, dT - разница температур на входе и выходе рассматриваемого элемента
(радиатора или трубы)
H - высота центра охлаждения элемента над центром нагревания котла,
за который условно можно взять высоту центр котла.

Физически можно считать, что в каждом элементе, в котором изменяется
температура стоит маленький циркуляционный насос, создающий определенное
давление. Попробуем сравнить порядок цифр этого давления в радиаторе при
падении температуры на 30°С:

1.Если радиатор на одном уровне с котлом движущей силы нет.
2.Если радиатор выше котла на 1 м, то он дает 30°С · 1м = 30 единиц давления.
3.Если котел расположен в подвале: 30°С · 3м = 90 единиц - в три раза больше.
4.Для двух этажного дома с подвалом: 30°С·6м = 180 единиц - в шесть раз больше.

Называется почувствуте разницу.

Теперь по трубам:

1.Допустим трубы обратки находяться ниже котла на 0,5м. Пусть падение температуры
в самой трубе по ее длине составляет 5°С. Поскольку элемент ниже котла, то
"циркуляционный насос" в этом элементе тормозит поток. Тормозящая сила равна
0,5·5 = 2,5 единицы.

2.Длинная прямая подача под потолком. Падение температуры в ней допустим 10°С.
Получается 10°С· 3м = 30 единиц (т.е. если сознательно сделать длинную и
высокую трубу подачи, то она будет создавать неплохую движущую силу) (нужно
только не забыть, что учитывается только та часть подачи, которая ниже самой
высокой точки и дальше от котла - т.е. за "перевалом", стояк от котла до самой
высокой точки наоборот, тормозит циркуляцию).

Неясно только пока, на что влияет диаметр стояка. На циркуляцию? И если влияет,
то как?

Также понятно, что подъемный стояк от котла до саммой высокой точки (обычно
это место подключения открытого расширительного бачка) следует утеплять, для
уменьшения торможения циркуляции. Любая потеря тепла в этой трубе снижает ЕЦ.

Если труба от котла пойдет вверх не вертикально, а под углом, это нестрашно.
Но утеплять ее также необходимо.

В неработающей системе важно не то, что низ радиатора ниже отверстия в котле, а
то, что радиатор на одном уровне с котлом или вообще ниже. При таком расположени
сами радиаторы как элементы СО циркуляцию не создают (а то и препятствуют ей).
А давление, которое образуется в трубе подачи, слишком мало, чтобы пропихнуть
весь поток воды через радиаторы.

Если бы в системе были элементы, которые создавали бы большее циркуляционное
давление (например радиаторы на втором этаже, подключенные последовательно
с радиаторами на первом), то система работала бы.


Есть мнение, что уклон обратки от батарей делается не для циркуляции
(якобы эффект очень незначительный), а для того, чтобы можно было беспроблемно
слить воду из системы.

А вот уклон на подаче от самой высокой точки делается с двумя целями:
а)для того, чтобы воздух выходил в самую высокую точку системы, где стоит
расширительный бачок
б)чтобы охлаждение воды в трубе усиливало циркуляцию



Прикидывая систему помним, что обычно в СО с ЕЦ разница в температуре прямой и
обратной веток около 20-30*С.

Помним, что одна чугунная секция обогревает 2м квадратных (грубо).

Есть мнение, что мощность одной секции чугунной батареи при температуре
подачи 90-95* и тепловом напоре (90-20*)= 70*C составляет 200 Вт.

Более склоняюсь к 150вт при 90*С для обычных батарей без перегородок.
При 60*С по идее мощность должна быть на 30% меньше, т.е. порядка 110 Вт с
одной секции. ?

 

-
Про котел

При выборе котла руководствуемся следующими соображениями:
1. Отапливаемая площадь (по паспорту котла) должна превышать вашу в 1,5-2 раза.
2. Низкий котел для циркуляции лучше высокого, что особенно важно для
однаэтажных зданий без подвала!
3. Котел с более высоким КПД лучше.
"Холодный" котел (с теплоизолированными стенками) с этой точки зрения,
да, наверное, и с точки зрения эфективности циркуляции лучше "горячего",
у которого стенки нагреваются до максимальной
температуры воды в системе, т. е. являются элементом активно теряющим тепло.




-
Про радиаторы

Идеальные для ЕЦ - это чугунные радиаторы. Биметаллические, алюминиевые и
стальные трубчатые тоже вполне подходят, у них внутренность - та же труба.
Не подходят стальные панельные.


Еще в СО с ЕЦ нельзя (обычно не получается по гидравлическому сопротивлению)
ставить термостатические вентили. (кроме дорогих (~3500р. шт.) специальных
обычно применяемых на байпасах твердотопливных котлов против закоксовки
регистров котлов сажей внутри печей)

Вродебы также Danfoss существуют:

Регулирующий клапан с повышенной про-
пускной способностью типа RTD-G предназна-
чен для применения в насосных однотрубных
системах водяного отопления. Он может
также использоваться в двухтрубных гравита-
ционных системах.
Клапаны RTD-G без термоэлемента имеют
фиксированные значения пропускной способ-
ности:
• Kvs = 2,05 м3/ч — для клапана диаметром Ѕ”;
• Kvs = 3,2 м3/ч — для клапана диаметром ѕ”;
• Kvs = 4,7 м3/ч — для клапана диаметром 1”.
Клапаны RTD-G могут сочетаться со всеми
термостатическими элементами серии RTD,
а также с термоэлектрическими приводами
TWA-D.
Перепад давлений для Ду15;20 - 0,2 бар, для Ду25 - 0,16 бар

Клапан обеспечивает удовлетворительное регулирование при перепаде давлений
на нем ниже указанного значения. Во избежание шумообразования рабочий
перепад давлений на клапане может быть уменьшен с помощью регуляторов
перепада давлений Danfoss.