Расчет отопления с естественной циркуляцией. Гравитационный напор
Многие полагают, что естественная циркуляция существует только в системах отопления с естественной циркуляцией.
Естественная циркуляция присутствует даже в системах отопления с принудительной циркуляцией.
Принудительная циркуляция — это система отопления с насосом. А естественная циркуляция — без насоса.
В этой статье я научу Вас находить естественный напор в системах отопления.
Купить прогамму
Пример 1
Представим циркуляционное кольцо в виде четырех труб разделенных отводами.
Нам необходимо найти силу, которая будет заставлять теплоноситель двигаться. Данная сила называется гравитационным напором. Принимаем во внимание, что весь вертикальный столб одной температуры.
Зададим данные:
t1=60 градусов Цельсия
t2=40 градусов Цельсия
Теплоноситель = обычная вода
H = 6 метров.
Решение.
F=g•H•(ρ2-ρ1), [Па]
g — ускорение свободного падения 9,81 м/с2
Н — высота столба
ρ1 и ρ2 — плотность воды при разных значениях температуры.
Согласно справочнику:
ρ2(60) = 983 кг/м3
ρ1(40) = 992 кг/м3
F=9.81•6•(992-983)=530 Па
530 Па = 0,05 м.в.ст.
Ответ: Естественный напор составляет 530 Па или 0.05 м.в.ст.
Из реального примера
Распространенные насосы в частных домах в среднем до 6 м.в.ст. Напор, получаемый естественной циркуляцией, составит 0,05 м.в.ст. Это очень мало. Но даже такой напор может заставить двигаться теплоноситель. И чем больше диаметр трубы, тем меньше сопротивление и соответственно больше расход.
Рассмотрим приближенный к реальности вариант
Условие:
t1=60 градусов Цельсия
t2=40 градусов Цельсия
Теплоноситель = обычная вода
H = 3 метра.
Решение.
Согласно справочнику:
ρ2(60) = 983 кг/м3
ρ1(40) = 992 кг/м3
F=9.81•3•(992-983)=265 Па
265 Па = 0,027 м.в.ст.
Ответ: Естественный напор составляет 265 Па или 0.027 м.в.ст.
Давайте для примера рассчитаем, какой расход будет в этой схеме при естественной циркуляции без насоса.
Условие задачи:
Трубой будет являться сталь с внутренним диаметром 25 мм, такой же диаметр, как и у секционного радиатора. Примем, для упрощенного расчета, что сопротивления радиатора и котла равны нулю. Мы посчитаем только сопротивление трубопровода и найдем расход. Примем, что перепад температур между подающим и обратным теплоносителем равно 20 градусов Цельсия.
Чтобы найти расход, воспользуемся калькулятором гидравлического сопротивления. Нам необходимо найти расход при известном сопротивлении. То есть сопротивлением будет являться значение естественного напора 265 Па.
Скачать калькулятор расчетов гидравлического сопротивления.
Подставляя расход такой, который бы создал сопротивление равное 265 Па или 0,027м.в.ст.
В калькуляторе вводим такие данные:
Стальная труба 25мм длиной 8 метров. Температуру задаем среднюю 50 градусов. Равнопроходных отводов 4 шт. Перепад высот не указываем.
Ответ: Расход равен 5,4 литр/мин.
То есть при расходе 5,4 литр/мин. калькулятор выдал результат сопротивления: 265 Па или 0,027м.в.ст.
Если рассчитать что при расходе 5,4 литра в минуту тратится 20 градусов, то это означает, что в радиаторе теплоноситель теряет около 7,4 кВт.
Если радиатор не тратит такое количество тепла, то перепад по температуре будет меньше и соответственно естественный напор будет меньше. Существуют способы, как найти точный расход через радиатор, но необходимо связать еще некоторые законы по теплопотерям через радиатор. Это то, что если в радиаторе будет мало теряться температуры, то температурный перепад будет меньше. Соответственно гравитационный напор будет меньше. А за ним и расход.
Но если данный радиатор потребляет такое количество тепла, что при расходе в 5,4 литра в минуту расходуется 20 градусов, то решение верное.
Естественно данная задача только для примера. И теплопотери радиатора вымышленные. Вы можете подставлять различные данные по перепаду температур и соответственно находить для своей схемы пригодные параметры. Что касается сопротивления котлов, и радиаторов, то их можно посчитать в различных программах или самому по формулам. Можно данные по сопротивлениям найти в справочниках.
Если хотите понять, как я узнал, сколько теряется тепла в отопительном приборе, то познакомьтесь с этими статьями:
Законы переноса тепла по трубам
Расчет потерь тепла через радиатор
В разделе ремонт отопления, можете подробно ознакомиться с нашими услугами. Что мы делаем:
- работаем круглосуточно;
- собственная аварийная служба;
- большое количество офисов по Москве и Московской области;
- используем только профессиональный инструмент;
- гарантия на выполненные работы;
- сервисное обслуживание систем отопления.
ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ
Надежный помощник по ремонту отопления.
+7(495)744-67-74
Рассчитать стоимость отопления можно в разделе калькулятор отопления
Узнать подробнее про водоснабжение
Ознакомиться с котельными тут