Как рассчитать объем теплоносителя. Простая формула.
Что такое теплоносители
Теплоносители – это специальные реагенты, нагреваемые котлами и передающие тепло радиаторам для обогрева пространства. Для этой цели подходят только жидкости, поскольку необходимо давление для равномерного распределения по всей системе, а также последующей замены этого реагента на новый.
Теплоносители используются в любых отопительных системах: радиаторах автомобилей, котельных, промышленных котлах, системах кондиционирования, вентиляции и так далее. Отопление жилых помещений, промышленных цехов, торговых центров и любых других помещений было бы невозможно без них.
Популярные виды теплоносителей
- Вода. Активно используется при отоплении домов и квартир. Для избегания коррозии воду необходимо дополнительно фильтровать или использовать уже подготовленную, например, специализированную воду Kraft.
- Спиртосодержащие растворы. Прямой аналог воды, содержит большой процент этилового спирта, чтобы теплоноситель не замерзал при отрицательных температурах. Пример - этиленгликоль Thermagent -30.
- Антифриз. Особо текучее вещество, имеющее большую теплоемкость. Активно применяется для непостоянного обогрева небольших помещений. Лучший антифриз - HotPoint 30 Ultimate ECO.
- Масло. Используется в крупной промышленности. Требует большей энергии для нагрева, но гораздо дольше остывает.
Вычисление объема теплоносителя
Зачем нужно рассчитывать оптимальное количество теплоносителя
Неправильный объем теплоносителя негативно влияет на многие элементы оборудования. Если его мало, то энергия, переходящая в тепло, будет передаваться не жидкости, а корпусам нагревательных элементов. Перегрев может надолго вывести оборудование из строя, а то и вовсе привести его к полной потере.
Также при недостатке теплоносителя его место занимает воздух. В отопительных системах важно исключить наличие воздуха в контуре, поскольку он мало того, что снижает концентрацию самого теплоносителя и, соответственно, снижает КПД системы, но и приводит к окислению материалов, что ведет к коррозии и последующим поломкам.
В свою очередь, если теплоносителя будет слишком много, то при нагреве будет превышено давление. В лучшем случае это приведет к срыванию клапанов, прорывам в системе, многочисленным протечкам и даже взрывам.
Этих фактов достаточно, чтобы понять важность правильного расчета теплоносителя, ведь это избавит вас от множества проблем в виде простоя, финансовых и временных затрат, ремонта и замены оборудования, а также прозябания на холоде.
Формула расчет объема теплоносителя
Поскольку наличие воздуха в контуре отопительного оборудования снижает теплопроводимость и негативно влияет на работоспособность, необходимо правильно рассчитывать количество теплоносителя. Для этого нужно суммировать внутренний объем всех элементов системы, предназначенных для его содержания.
Как правило, отопительная система состоит из следующих частей:
- Расширительный бак
- Котел отопления
- Соединительные трубы
- Радиаторы
В некоторых случаях также используются резервные баки с теплоносителем для компенсации испарения жидкости, но они не используются при расчете объема системы.
Формула расчета объема отопительной системы
V системы = V расширительного бака + V котла + V всех труб + V всех радиаторов
В случае покупки сертифицированного оборудования, объемы всех элементов должны быть указаны в технической документации, но длина и, соответственно, объем труб всегда зависит от конкретного помещения и системы, потому их придется считать вручную. Для этого необходимо поперечное сечение (S) трубы умножить на ее длину (L). Само же поперечное сечение высчитывается умножением внутреннего радиуса трубы (R) на математическую константу Пи (π), равную 3,14.
Формула расчета объема труб
V трубы = S*L
или
V трубы = R*π*L
Теперь, зная объем своей отопительной системы, необходимо заполнить ее соответствующим количеством теплоносителя. Но здесь есть определенный нюанс. Как известно, любые материалы при нагревании расширяются, потому, при полном заполнении контура в процессе разогрева наполнителя, могут лопнуть клапаны и сорваться крышки.
Чтобы этого избежать, следует учитывать коэффициент расширения жидкости при определенной температуре. Так, этиленгликоль при 40°С увеличит свой объем на 0,75%, а при 110°С на 5,15%. Коэффициенты расширения каждого теплоносителя можно найти в технической документации или уточнить у производителя. Владея полученной информацией, вы можете корректировать объем жидкости.
Пример расчета объема теплоносителя
Предположим, что ваше помещение отапливается с помощью одного стандартного стального радиатора с 10 секциями (каждая секция вмещает 0,45 литра). Нагревательный котел емкостью 10 литров находится в соседней комнате в 5 метрах по прямой от него, и они соединены стандартной трубой с внутренним радиусом 15 мм. Расширительный бак имеет емкость 0,5 литра.
Получаем:
V трубы = 0,15*3,14*5 = 2,35 литра
V радиатора = 0,45*10 = 4,5 литра
V системы = 2,35+4,5+10+0,5 = 17,35 литра
Но это еще не конец. 17,35 литра – это емкость самой системы, тогда как при нагреве объем теплоносителя увеличится. Допустим, при отоплении мы используем вышеупомянутый этиленгликоль, разогретый до тех же 110°С, соответственно его количество увеличится на 5,15%. Уменьшаем этот объем на данный коэффициент:
17,35*(100-5,15)/100 = 16,45 литра
Примечание: если мы зальем в нашу систему 16,45 литра этиленгликоля, и он увеличится на 5,15%, то получится лишь 17,3 литра, но 50 мл объема можно считать технической погрешностью и данный объем воздуха слишком мал для нанесения вреда оборудованию.
Именно столько понадобится этиленгликоля для нашей системы. Поскольку никогда нельзя исключить вероятность протечек, а также с учетом испарения жидкости, стоит покупать с запасом.
Заключение
Теперь вы знаете, как правильно рассчитывать объем теплоносителя в отопительных системах. Если все-таки подобные вычисления не вызывают у вас ничего, кроме головной боли, вы всегда можете обратиться за помощью к нашим менеджерам по тел. +7 (495) 139-60-20 или +7 (965) 230-51-17 и получить полную консультацию по любому вопросу.