Как устроен гидравлический расчёт отопления
Гидравлика отопления начинается с расхода: G = Q/(c·Δt) — котёл 12 кВт при графике 75/65 °C гонит 1 031 кг/ч, то есть 1,05 м³/ч; при 80/60 — вдвое меньше, при 55/45 — столько же, сколько при 75/65, но с другими диаметрами радиаторов. По расходу и скорости выбирают трубу: 0,5–0,8 м/с в магистралях, а нормативный предел задаёт приложение И СП 60.13330.2020 — в жилой комнате с вентилями и тяжёлым узлом 0,8 м/с, максимум 1,5. Для 1,05 м³/ч это металлопластик 32×3 (26 мм, 0,55 м/с); 26×3 даст 0,93 м/с, а 20×2 — 1,46 и втрое большие потери.
Потери давления самого длинного кольца — трубы по Дарси — Вейсбаху при 70 °C (1,14 м на 2 × 40 м), арматура с Σζ = 25 (0,39 м) и теплообменник котла 10 кПа (1,04 м) — дают 2,57 м, или 25 кПа; с запасом 10 % насосу нужно 2,83 м при 1,05 м³/ч, и класс 25-40 на своей кривой даёт 3,5 м — достаточно. Объём системы по элементам — 60 секций биметалла 12 л, трубы 56 л, котёл 25 л — 93 л; вода расширяется на 2,55 % при 75 °C (2,4 л), и мембранный бак по DIN 4807 при статике 6 м (подпор 0,79 бар) и клапане 3 бар должен быть 11 л → 12 л; с 40 % пропиленгликоля — 12 л, расход +7 %, замерзание при −22 °C.
Режимы инструмента: расход по мощности и графику (шесть типовых и свой); диаметр и скорость с проверкой по прил. И; потери давления контура и подбор насоса; объём системы по приборам, трубам и котлу; расширительный бак и давления подпора, заполнения, максимума; антифриз — доля, объём концентрата, теплоёмкость, расход, расширение. Справочники: 6 температурных графиков, 26 труб, 7 типов приборов, 4 класса насосов, две гликолевые смеси, таблица И.1 СП 60.
Расход теплоносителя по мощности и графику
G = Q/(c·Δt) для воды: массовый расход и объёмный при средней температуре графика; для гликолей расход выше на 5–15 %.
Потери кольца и насос по мощности
Кольцо 2 × 40 м с арматурой Σζ 25 и котлом 10 кПа при 70 °C; ячейка — потери и скорость. К потерям прибавляют 10 % и выбирают класс насоса по кривой.
Допустимая скорость теплоносителя — табл. И.1 СП 60.13330.2020
В числителе — при шаровых кранах, в знаменателе — при вентилях и регулирующей арматуре; Σζ — сумма коэффициентов узла прибора, приведённая к скорости в трубе.
Скорость движения теплоносителя в трубопроводах систем внутреннего теплоснабжения и отопления следует принимать в зависимости от допустимого эквивалентного уровня звука в помещении по приложению И.— СП 60.13330.2020, п. 6.3.6
Как считать и что проверить
- Порядок расчёта: мощность из теплопотерь → расход по графику → диаметр по скорости → потери кольца → насос → объём системы → бак и давления → антифриз.
- Расход — 86 кг/ч на кВт при Δt 10 °C, 43 — при Δt 20; скорость в магистралях 0,5–0,8 м/с, предел — прил. И СП 60.
- Напор насоса — потери кольца плюс 10 %, а не высота дома; сопротивление котла и термоклапанов часто весомее труб.
- Бак — по объёму системы, температуре и статике: подпор h/10,2 + 0,2 бар, заполнение +0,2, антифриз — на 10–30 % больше.
Каждый режим разобран на своей странице: расход теплоносителя, циркуляционный насос, расширительный бак, объём воды в системе, диаметр трубы, давление в баке и системе, скорость теплоносителя, антифриз, потери давления контура. Мощность — в калькуляторе мощности котла, водопровод — в гидравлическом расчёте трубопровода.
- СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» — п. 6.3.2 (шероховатость стальных труб ≥ 0,2 мм), п. 6.3.6 и прил. И (допустимая скорость теплоносителя по уровню шума), п. 6.1.15 (параметры теплоносителя в полимерных трубах). Минстрой России. 2020.
- DIN 4807-2 / DIN EN 12828 — расчёт мембранных расширительных баков закрытых систем отопления: коэффициент расширения, водяной запас, давление подпора. DIN. 2012.
- СП 73.13330.2016 «Внутренние санитарно-технические системы зданий» — гидравлические испытания, заполнение и промывка систем отопления. Минстрой России. 2016.
- ГОСТ 32415-2013 «Трубы напорные из термопластов и соединительные детали к ним для систем водоснабжения и отопления» — классы эксплуатации, размеры труб PE-X, PP-R. Росстандарт. 2013.
- ГОСТ Р 53630-2015 «Трубы напорные многослойные для систем водоснабжения и отопления» — металлополимерные трубы 16–32 мм. Росстандарт. 2015.
- Альтшуль А. Д. «Гидравлические сопротивления» — коэффициент трения λ = 0,11·(Δ/d + 68/Re)^0,25. Недра. 1982.
- Идельчик И. Е. «Справочник по гидравлическим сопротивлениям» — коэффициенты ζ арматуры, отводов, тройников. Машиностроение. 1992.
- СП 50.13330.2024 «Тепловая защита зданий» — расчёт теплопотерь, определяющий мощность системы и расход теплоносителя. Минстрой России. 2024.
