Объем воды в радиаторе отопления таблица: Объем воды в радиаторе отопления таблица

Содержание

Объем радиатора отопления – как правильно рассчитать

Теплоноситель в системе отопления – это не только водопроводная вода, которая закачивается внутрь за счет своего давления. К примеру, в загородных поселках нередко воду заливают в отопление ведрами, доставая ее из колодца или близлежащего водоема. Или вообще используют незамерзающие жидкости. Второй вариант используется нечасто только из-за дороговизны материала, но тот, кто планирует проживать на даче или загородном коттедже только по выходным и праздникам, пользуется именно незамерзающими жидкостями, чтобы каждый раз не сливать теплоноситель из отопительной системы. Поэтому расчет объема теплоносителя – важный показатель, в который входит объем радиатора отопления, объем труб и отопительного котла.

Емкость котла указана в паспорте изделия. Этот показатель будет в основном зависеть от мощности агрегата и его размеров. Объем труб можно определить из специальных таблиц, которых в Интернете большое количество.

Мы тоже предлагаем такую таблицу:

Диаметр (мм)	Объем одного погонного метра (л)
15	0,177
20	0,31
25	0,49
32	0,8
40	1,25
50	1,96

Чтобы определить общий объем необходимого теплоносителя, который будет помещаться только в трубы, необходимо измерить их общую длину и умножить на показатель из таблицы. Если вы пользуетесь проектом для сооружения отопительной системы, то все необходимые расчеты и замеры можно провести по нему.

Рассчитываем объем радиатора

Итак, остается только определить объем воды в радиаторе отопления. Как это можно сделать проще всего? Советуем опять-таки воспользоваться таблицами. Обращаем ваше внимание, что производители предлагают на рынке различные модели отопительных приборов. В модельной линейке могут оказаться радиаторы не только разной конструкции, но и разных размеров. В плане размерного ряда в основе лежит межосевое расстояние, то есть, это расстояние между осями двух коллекторов (верхнего и нижнего). К тому же в настоящее время производители предлагают приборы на заказ, в которых используются индивидуальные эскизы и рисунки. С определением емкости этих батарей все намного сложнее.

Но давайте вернемся к данному показателю и покажем усредненные величины для приборов отопления. Берем модели вида 500 (межосевое расстояние).

Чугунный радиатор ЧМ-140 старого образца – 1,7 литра объем одной секции.
То же самое только нового образца – 1л.
Стальной панельный прибор тип 11 (то есть, одна панель) – 0,25 л на каждые 10 см длины прибора. Измерение типа в количественном соотношении увеличивает объем теплоносителя на 0,25 л. То есть, тип 22 – 0,5 л, тип 33 – 0,75 л.
Алюминиевая батарея – 0,45 л на каждую секцию.
Биметаллический – 0,25 л.

В данном списке нет стальных трубчатых радиаторов. Даже приблизительный объем у этой модели определить будет непросто. Дело все в том, что производители используют для их изготовления трубы различных диаметров, отсюда и невозможность подобрать хотя бы усредненный вариант. Поэтому рекомендуем обращать внимание на паспортные данные, где показатель объема должен быть указан.

Соотношение по типажу

Расчет объема опытным путем

А если такового показателя нет, что делать? Тогда рекомендуем найти объем батареи отопления практическим путем. Как это можно сделать:

Устанавливаете три заглушки на радиатор.
Ставите его на торец так, чтобы открытый патрубок находился сверху.
Берете мерную емкость, к примеру, ведро или ковшик (то есть вы должны знать объем этой емкости, пусть даже приблизительный).
Теперь заливаете вручную в батарею обычную воду, при этом считаете, сколько ведер вошло в отопительный прибор. Умножая количество на объем ведра, вы получаете объем теплоносителя в приборе.

Обратите внимание, что этот способ определения объема прибора отопления может быть использован для всех типов и моделей. Если в паспортных данных емкость прибора не указана, и таблицу определения вы не нашли, то опытным путем своими руками можно достаточно точно определить данный показатель.

Теперь хотелось бы затронуть тему, как влияет емкость батареи отопления на общую теплоотдачу отопительной системы. Здесь зависимость не прямая, а косвенная. Поясним суть дела. Многое будет зависеть от того, как сам теплоноситель будет двигаться по контурам: под действием физических законов (то есть, с естественной циркуляцией) или под искусственным давлением (под действием циркуляционного насоса).

Если выбран первый вариант, то оптимальное решение – радиаторы с большим объемом. Если второй, то тут разницы никакой нет. Давление создаст условия, при которых теплоноситель будет распределяться равномерно по всей сети, а, значит, равномерно распределиться и температура.

Расчет объема воды в системе отопления с онлайн калькулятором

Каждая отопительная система обладает рядом значимых характеристик – номинальную тепловую мощность, расход топлива и объем теплоносителя. Расчет объема воды в системе отопления требует комплексного и скрупулезного подхода. Так, вы сможете выяснить, котел, какой мощности выбрать, определить объем расширительного бака и необходимое количество жидкости для заполнения системы.

Значительная часть жидкости располагается в трубопроводах, которые в схеме теплоснабжения занимают самую большую часть. Поэтому для расчета объема воды нужно знать характеристики труб, и важнейший из них – это диаметр, который определяет вместимость жидкости в магистрали. Если неправильно сделать расчеты, то система будет работать не эффективно, помещение не будет прогреваться на должном уровне. Сделать корректный расчет объемов для системы отопления поможет онлайн калькулятор.

Калькулятор объема жидкости в отопительной системе

В системе отопления могут использоваться трубы различных диаметров, особенно в коллекторных схемах. Поэтому объем жидкости вычисляют по следующей формуле:

S (площадь сечения трубы) * L (длина трубы) = V (объем)

Рассчитывается объем воды в системе отопления можно также как сумма ее составляющих:

V (система отопления)=V(радиаторов)+V(труб)+V(котла)+V(расширительного бака)

В сумме эти данные позволяют рассчитать большую часть объема системы отопления. Однако кроме труб в системе теплоснабжения есть и другие компоненты. Чтобы произвести расчет объема отопительной системы, включая все важные компоненты теплоснабжения, воспользуйтесь нашим онлайн калькулятором объема системы отопления.

Сделать вычисление с помощью калькулятора очень просто. Нужно ввести в таблицу некоторые параметры, касающиеся типа радиаторов, диаметра и длины труб, объема воды в коллекторе и т.д. Затем нужно нажать на кнопку «Рассчитать» и программа выдаст вам точный объем вашей системы отопления.

Выберите вид радиаторов

По умолчаниюАлюминиевые секционныеСтальные панельные

Проверить калькулятор можно, используя указанные выше формулы.

Пример расчета объема воды в системе отопления:

Приблизительный расчет делается исходя из соотношения 15 литр воды на 1 кВт мощности котла.
Например, мощность котла 4 кВт, тогда объем системы равен 4 кВт*15 литров = 60 литров.

Значения объемов различных составляющих

Объем воды в радиаторе:

алюминиевый радиатор — 1 секция — 0,450 литра
биметаллический радиатор — 1 секция — 0,250 литра
новая чугунная батарея 1 секция — 1,000 литр
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
ø15 (G 1½») — 1,250 литра
ø15 (G 2,0″) — 1,960 литра.

Чтобы посчитать весь объем жидкости в отопительной системе нужно еще добавить объем теплоносителя в котле. Эти данные указываются в сопроводительном паспорте устройства или же взять примерные параметры:

напольный котел — 40 литров воды;
настенный котел — 3 литра воды.

Выбор котла напрямую зависит от объема жидкости в системе теплоснабжения помещения.

Основные виды теплоносителей

Существует четыре основных вида жидкости, используемых для заполнения отопительных систем:

Вода – максимально простой и доступный теплоноситель, который может использоваться в любых отопительных системах. Вместе с полипропиленовыми трубами, которые предотвращают испарение, вода становится практически вечным теплоносителем.
Антифриз – этот теплоноситель обойдется уже дороже воды, и используется в системах нерегулярно отапливаемых помещений.
Спиртосодержащие теплоносители – это дорогостоящий вариант заполнения отопительной системы. Качественная спиртосодержащая жидкость содержит от 60% спирта, около 30% воды и порядка 10% объема составляют другие добавки. Такие смеси обладают отличными незамерзающими свойствами, но огнеопасны.
Масло – в качестве теплоносителя используется только в специальных котлах, но в отопительных системах практически не применяется, так как эксплуатация такой системы обходится очень дорого. Также масло очень долго разогревается (необходим разогрев, как минимум, до 120°С), что технологически очень опасно, при этом и остывает такая жидкость очень долго, поддерживая высокую температуру в помещении.

В заключении стоит сказать, что если система отопления модернизируется, монтируются трубы или батареи, то нужно произвести перерасчет ее общего объема, согласно новым характеристика всех элементов системы.

таблица мощности, размеры, объем воды в литрах, технические характеристики, срок службы

Стальной радиатор — это прямоугольная панель, состоящая из сваренных стальных листов, на которых отштампованы специальные углубления.

При сварке они образуют каналы, нужные для циркулирования теплоносителя.

Для того чтобы выбор радиатора для системы отопления был правильным, нужно знать их основные технические характеристики. Иначе можно получить результат, совершенно противоположный желаемому.

Стальные радиаторы отопления

Сталь отличают такие параметры, как прочность, гибкость и пластичность, что особенно важно при сварочных работах. Кроме того, такой металл хорошо проводит тепло, поэтому её использование в изготовлении батарей для отопления вполне оправданно.

Фото 1. Стальной панельный радиатор, установленный под окном, с нижним типом подключения системы отопления.

Технические характеристики: таблица мощности

Характеристики	Наименование единиц
Теплоотдача	1200 до 1800 ватт
Рабочее давление	от 6 до 10 атмосфер
Температура теплоносителя	от 110 до 120 °C
Межосевое расстояние	как высота радиатора минус 50 — 70 см. У трубчатых — от 120 мм до 2930 мм.
Габариты	Длина до 3-х метров, высота от 20 до 90 сантиметров
Толщина стали	от 1,15 до 1,25 мм.
Долговечность	до 50 лет

Размеры панельных и трубчатых

Стальные радиаторы могут быть двух видов:

Трубчатые. Батарея состоит из нескольких стальных труб, сваренных между собой. Конструкция изделия такова, что можно придумывать различные формы для радиатора, поэтому этот вариант считается боле дорогим.
Панельные. Изделия могут включать в себя от 1 до 3 панелей, каждая из которых состоит из двух плоских профилей. На пластинах присутствуют каналы вертикального типа, представляющие собой пути для теплоносителя. Данный вариант производства отличается наименьшими затратами.

Что касается габаритов, то панельные радиаторы могут обладать длиной до 3 метров. Высота может составлять от 200 до 900 мм.

Трубчатые модели, в теории, могут быть абсолютно любой длины, но их глубина ограничивается 22,5 см. Высота может составлять от 190 до 3000 мм.

Уровень теплоотдачи

Как показывает практика, показатель теплоотдачи стальных радиаторов может составлять от 1200 до 1800 Вт. Разброс достаточно большой, что объясняется разными размерами изделия, маркой производителя и моделью радиатора.

Важно! Одной из отличительных особенностей стальных радиаторов является тот факт, что они очень быстро нагреваются, после чего начинают постепенно обогревать помещение.

Рабочее давление

Данный показатель зависит от типа радиатора. Для пластинчатых радиаторов это значение колеблется от 6 до 10 атмосфер. У трубчатых изделий этот показатель несколько выше — до 15 атмосфер. Но даже этих значений недостаточно для использования стальных батарей в многоквартирных домах с общей системой отопления.

Объем и температура воды или другого теплоносителя

В данном случае, сталь является не самым лучшим вариантом, ведь воздействие воды для нее является просто губительным.

Безусловно, производители всячески стараются решить эту проблему, придумывая различные защитные покрытия, но часто происходит так, что ситуация от этого не меняется.

Именно поэтому, если вы живете в многоэтажном доме, то стальные радиаторы будут для вас не самым лучшим вариантом. Дело в том, что с приходом тепла, воду с батарей сливают, что может привести к появлению ржавчины.

Стальные батареи, вне зависимости от их типа, могут выдерживать температуру воды до 120 градусов Цельсия. Объем жидкости, которую вмещает прибор, зависит от его габаритов. Как правило, в паспорте устройства указано, сколько литров он может эффективно прогреть.

Вам также будет интересно:

Межосевое расстояние

Межосевое расстояние представляет собой разницу расположения верхнего и нижнего коллектора. Данный показатель будет различным, в зависимости от вида радиатора:

Панельные модели. Межосевое расстояние равняется высоте самого радиатора за вычетом 50-70 сантиметров.
Трубчатые. В данном случае, параметр составляет от 12 до 293 сантиметров.

Важно! Радиаторы, изготовленные из стали, могут обладать разным видом подключения — нижним и боковым. Показатель межосевого расстояния важен только в том случае, если стальные радиаторы имеют боковое подключение.

Толщина

Многие покупатели попросту не обращают внимание на этот параметр, что совершенно неправильно. Очевидно, что чем толще сталь, тем лучше для ее дальнейшей эксплуатации. В зависимости от производителя, этот параметр может составлять от 1,15 до 1,25 мм.

Срок службы

Сталь является одним из самых надежных материалов, способных прослужить долгие годы. Конечно, если на нее не воздействуют различные вредные факторы, вроде коррозии. То же самое относится и к батареям отопления.

Эксплуатационный срок может быть выше, если радиаторы обладают достаточно толстыми стенками — около 1,3 мм. Подобные изделия выпускают известные бренды, которые отвечают за качество своей продукции. Средний срок эксплуатации, если соблюдаются нормы рабочего давления, составляет 20 лет.

Простота монтажа

Стальные радиаторы отличаются достаточно простым процессом монтажа. Крепить изделие можно к стене или к полу, с помощью крепежных деталей.

Если изделие подключается к полу, то это позволяет спрятать трубы под напольным покрытием. Кроме того, есть возможность прямого подключения датчика температуры к радиатору отопления.

Преимущества и недостатки

Чтобы оценить правильность выбора того или иного изделия, нужно рассмотреть его основные положительные и отрицательные стороны. В случае со стальными батареями, преимущества следующие:

Очень хорошая теплоотдача, которая достигается двумя путями — конвекцией (в случае с панельными радиаторами) и нагревом воздуха в помещении.
Стальные модели обладают простой конструкцией, поэтому риск поломки какой-нибудь детали минимален.
Легкость монтажа, которая обусловлена и небольшим весом батарей.
Стальные радиаторы обладают более доступной стоимостью, если сравнивать их с алюминиевыми изделиями.
Просто для дизайнеров. Этот пункт в большей степени относится именно к трубчатым радиаторам.

Что касается недостатков, то их несколько:

Самый главный недостаток — это воздействие коррозии. Дело в том, что когда воду с батарей сливают, то батареи начинают ржаветь изнутри.
Стальные радиаторы не могут противостоять гидравлическим ударам и скачкам давления. Все это приведет к прорыву батарей, ведь они изготавливаются с помощью сварочного метода, т.е. на них есть швы.
Часто бывает так, что покрытие краски слезает с батарей под воздействием больших температур.

Полезное видео

В видео подробно показано, как можно установить стальной радиатор панельного типа.

Заключение

Оценив все параметры и технические данные радиаторов из стали, можно сделать один вывод — это достаточно неплохой вариант, но для дома, обладающего индивидуальным отоплением. Основные параметры выбора стальных обогревателей — это хорошая теплоотдача, а также простота монтажа и доступная стоимость. Риск выхода из строя минимален, а срок службы очень продолжительный.

Расчет воды в системе отопления

В каждой части нашей стране нужно в зимний период обогревать дачу. Любой здравомыслящий житель предпочитает разобраться: как модернизировать обогрвевающий комплекс дачи. Скорее всего Вы в курсе, что источники тепла перманентно становятся дороже. Трудно вообразить себе жизнь проживающего в нашей стране без отопления дачи. На web сайте представлено большое количество разных обогревательных комплексов коттеджа, применяющих абсолютно различные приемы извлечения тепла. Любую систему обогрева возможно реализовывать как отдельный комплекс или гибридно.

Как рассчитать объем воды в трубе? Такой вопрос возникает, например, при расчете системы отопления. Когда система почти готова, необходимо рассчитать объем воды в системе отопления для того, чтобы выбрать гидроаккумулятор. Знать эту цифру необходимо в некоторых других ситуациях. Например, если в теплоноситель добавляется антифриз, или полностью заливается антифризом, объем системы необходимо знать для того, чтобы купить правильное количество антифриза.

Объем гидроаккумулятора для системы отопления должен составлять 10-12 % объема всей воды в системе. Последняя цифра складывается из объема воды во всех радиаторах отопления, плюс объема воды в котле отопления, плюс объем воды в

трубах для отопления . Объем воды в радиаторах складывается из объема воды в каждой секции радиатора, помноженном на количество секций. Это значение указывается в технических паспортах на радиаторы. Например, объем воды в одной секции чугунных радиаторов 500 мм равен примерно 1,5 литра.

У биметаллических радиаторов это значение может быть в 10 раз меньше. Надо смотреть технический паспорт.

Объем воды в котле отопления указывается в паспорте. Например, объем воды в жуковских АОГВ составляет приблизительно 60 литров. Этот объем полезно знать также при спуске воды из отдельных частей системы отопления.

Объем воды в трубах вычисляется как сумма произведений объемов воды в метре трубы каждого диаметра на количество метров труб данного диаметра. Таким образом, расчет объема воды в трубе представляет собой достаточно простую арифметическую задачу.

Номинальный размер (внешний диаметр), мм

Внутреннее сечение, мм кв.

Источник: http://tedremont.com/index.php/obem-vody-v-trube

Данные для расчет объема теплоносителя в системе отопления. Стальные, алюминиевые, чугунные радиаторы. Объем воды в полипропиленовых трубах.

04.05.12

Расчет объема воды в системе отопления.

Решение о монтаже системы при помощи радиаторов отопления.

повлечет за собой ряд технических вопросов. Одной из первых задач, которую необходио будет решить, это посчитать объем воды в проэктируемой системе отопления. Крупные монтажные организации для этих целей используют программу HERC CO. Если сама система не велика и нет желания глубже познавать основы тепломеханики, можно это сделать самому. Расчет, правда, будет приблизительным, но полученные результаты для несложной системы отопления будут приемлемыми.

Объем жидкости в расширительном баке. Размер бака- величина равная 10% от объма воды в системе. Если отопительный котел с мембранным баком – смотрим в тех. данные котла.

Источник: http://akvasvit.prom.ua/a70029-raschet-obema-vody.html

Как рассчитать объём воды в трубе?

Здравствуйте! Для того, чтобы правильно спроектировать систему отопления, нужно иметь о ней как можно больше исходной информации: площадь помещений, объём помещений, материал из которого изготовлены стены, степень теплоизоляции и т. д. Я хочу обратить Ваше внимание на один из таких факторов, как объём воды в трубах системы отопления. Как расчитать объём воды в трубе, ведь для того, чтобы правильно подобрать мощность котла, необходимо обязательно знать объём воды в системе отопления, плюс, объём воды в котле!

Чтобы справиться с этой задачей нам нужно знать сколько метров трубы в системе отопления, причём каждого диаметра, т. е. сколько трубы диаметром 20мм. сколько трубы диаметром 25мм. и т. д.

&nbspДля чего это нужно? Сейчас Вы сами всё поймёте.

Взгляните на картинку снизу. В этой таблице представлены основные используемые в бытовых системах отопления диаметры труб, а так же объём воды в этих трубах.

Как не трудно догадаться, остаётся колличество метров, каждого диаметра, помножить на объём воды, согласно таблицы. Затем полученный результат суммируем, и прибавляем объём воды в котле.

В паспорте каждого котла, имеются данные о максимальном объёме воды в системе отопления, который котёл может нагревать без потери мощности. Например: ваш котёл, по паспорту имеет мощность — 20 Квт. и допустимый объём теплоносителя — 180 литров. После подсчётов, у Вас получился объём воды в трубах равный — 220 литров. Что из этого следует? А то что если у вас площадь помещений например 120-150 кв. м. то котёл скорее всего справится с нагревом системы, а если площадь 180-200 кв. м. то всё, — зимой, в более сильный мороз придётся мёрзнуть. В таком случае вам нужен котёл большей мощности, например — 24 Квт. (Надеюсь вы понимаете, что эти цифры условные!)

Надеюсь, при расчёте системы отопления, эта информация поможет Вам избежать ненужных проблем!

Хочу добавить, что на картинке, объём воды в секции радиатора, имеется в виду чугунный радиатор. В алюминиевых радиаторах, в одной секции объём жидкости составляет приблизительно 300гр. в зависимости от моделей.

Ну вот и всё! Пользуйтесь на здоровье.

С Вами был — Владимир Войнаровский, всего вам доброго!

Источник: http://3-w.name/materials/41

Смотрите также:

03 октября 2021 года

Показывающая объем воды в радиаторе отопления таблица сколько литров нужно для разных батарей — Строительный проект

Какой водный объем должен быть в отопительных радиаторах: таблица наполнения батарей

От автора: добрый день, уважаемые читатели! Если вам потребовалась показывающая водный объем в отопительном приборе отопления таблица, то, быстрее всего, вы проживаете в личном доме. Жителям многоквартирников нечасто необходима эта информация, потому как они так и не могут оказать влияние на уровень наполнения батарей — да это, собственно, и ни к чему, потому как всем занимается подходящая организация. Единственное знание, которое вам нужно в этом случае — это уровень давления, который может держать тот или другой отопительный прибор. Эти данные вы скорее всего получите из подобающей публикации на нашем сайте.

Что же касается приватных домов, то тут картина другая. Независимая система обогрева, ее создание, обслуживание — все это зависит исключительно от владельцев дома. В данном деле важна любая деталь: материал изготовления труб, мощность котла отопления, вид отопительного прибора и многое иное. Все это приходится просчитывать при обустраивании системы отопления.

И не последним аргументом считается то, сколько теплового носителя вам пригодится для ее наполнения. От этого может зависеть многое:

вес заполненного отопительного прибора. К примеру, данный момент практически всегда актуален для батарей из чугуна. Они и сами по себе не выделяются невысокой массой, а уж будучи заполненными носителем тепла становятся еще тяжелее. Если учесть, что батареи подвешеваются на стенку, можно догадаться, что к их весу необходимо относиться довольно трепетно;
расчет мощности котла для нагрева и насоса циркуляционного. Естественно, данные показатели зависят от того, с каким количеством теплового носителя придется работать оборудованию. Говоря иначе, если котел рассчитывается на 50 литров, а вы запустите в систему сто, то для нагревания такого объема прибору придется работать на изнашивание, что приведет и к его быстрой поломке, и к некачественному прогреву всех компонентов системы отопления;
выбор размера отопительного прибора. Чтобы это сделать нужно учитывать то, какой вид циркуляции будет использоваться в вашей системе отопления. В случае с естественной отопительный прибор должен быть большим и, исходя из этого, помещать в себя большое количество жидкости. В случае с циркуляцией принудительного типа на размер батарей можно не обращать большого внимания, потому как насос удачно доставит тепловой носитель по всем конечным целям, сохранив ему необходимый уровень нагрева;
работа с антифризом. Нередко данный состав применяется для наполнения системы отопления. Про хорошие качества подобного подхода на нашем сайте существует очень много информации, и при надобности вы легко сумеете ее отыскать. Тут же напомним вот о чем: для наполнения системы антифриз нужно разводить водой. Естественно, вам для этого понадобится знать, какое собственно кол-во готового теплового носителя пойдёт в систему. Во-первых, так вы сумеете купить собственно необходимое кол-во антифриза. Второе, сумеете правильно разбавить его водой таким образом, чтобы концентрация вышла на необходимом уровне;
выбор расширительного бака. Ясно, что его объем также зависит от всего количества жидкости в системе отопления.

Естественно, для этого вам необходимо принимать во внимание, сколько теплового носителя нужно для наполнения любого элемента системы отопления: котла для нагрева, труб и батарей. Как правило, любые нужные технические критерии вы можете взять из документации, которая прилагается ко всем таким элементам.

Проведение расчетов

Если же сопровождающие документы по каким, либо причинам недоступны, то нужно знать, как выполнить расчеты собственными силами. Разумеется, они могут не дать полностью верный результат, но вам и не требуется точность аж до миллилитра.

Расчет в большинстве случаев выполняется по секциям — другими словами, сколько литров жидкости помещается в один сегмент батареи. Исходя из этого, при наращении или удалении таких элементов вам будет не сложно приладить необходимое значение в согласии с количественным изменением.

Есть типовые средние критерии для любого вида отопительного прибора. Собственно на них можно опираться — берете конкретное значение, умножаете на численность секций, вот и весь расчет. Изначальный критерий зависит от того, к какой разновидности принадлежит отопительный прибор — а точнее, из каких материалов он выполнен. Но про это давайте детальнее.

Радиатор из алюминия

Одна из очень востребованных разновидностей батарей штампуется из алюминия. Он легкий, крепкий, обладает красивым видом и долгим эксплуатационным периодом. Что же касается критериев объема теплового носителя, то в каждую секцию алюминиевой батареи помещается около 450 мл жидкости.

Разумеется, необходимо учесть, что данное значение приведено для батареи размеров стандарта. Если ваш отопительный прибор разнится от обыкновенных — к примеру, выполнен довольно небольшим для лучшей гармонизации с интерьером — то лучше все же поискать техдокументацию, которая прилагалась к изделию, или обратиться к изготовителю с таким вопросом.

Батарея из чугуна

Чугун никак не уступает популярностью алюминию. Это наиболее обычная большинству из нас разновидность батареи, потому как до недавнего времени изделия из чугуна устанавливались везде. Грубоватый вид компенсировался высокой прочностью и долговечностью. Более того, чугун не поддается коррозии и не обрастает накипью — в общем, это один из очень приемлемых вариантов для обустраивания системы отопления.

При вычислении критерия объема теплового носителя необходимо учесть, какие собственно изделия будут применяться у Вас в доме — старые или новые. А дело все в том, что последние обладают немного другой системой. В середине них тепловому носителю отводится очень мало места, чем в случае с устаревшими. К слову, на качестве работы изделия это совсем не проявляется.

Так вот, в одну секцию новой чугунной «гармошки» помещается всего литр воды. А если вы все таки захотели применять старые отопительные приборы, то вам понадобится намного больше теплового носителя — 1,7 литра на каждый сегмент.

Радиатор из биметалла

В изготовлении биметаллических агрегатов применяется два варианта металла: алюминий и сталь. Из первого выполняется корпус. А вот трубка, по которой течет тепловой носитель, стальная. Необходимо выделить, что в случае с биметаллом секций в большинстве случаев нет, благодаря этому расчет жидкости идет сразу на весь отопительный прибор. В основном, для него достаточно 250 мл воды.

При расчетах также нужно учитывать, насколько новым считается отопительный прибор. Трубка, по которой течет жидкость, на протяжении определенного времени чуть-чуть сужается из-за разных отложений. Данный момент необходимо брать во внимание. Благодаря этому вам может понадобиться эта таблица:

При ее помощи вы сумеете получить необходимый критерий как для отопительных приборов, так же и для всей системы отопления у Вас в доме.

Обыкновенный способ

Есть и иной способ определения объема теплового носителя, который не требует владения какой-нибудь информацией. Все предельно просто. Закрываете на батарее все заглушки и наполняете ее водой при помощи мерной емкости. При этом, естественно, считаете, сколько жидкости влезло.

По завершении процедуры сливаете из отопительного прибора все набранное. Разумеется, делать все данные операции нужно либо в ванной, либо во дворе, чтобы не затопить дом. На основании полученного критерия вы полностью можете определиться по общему объему теплового носителя для вашей системы отопления. Успехов!

В согласии с существующим законодательством, Администрация отказывается от каких-нибудь заверений и гарантий, предоставление которых может другим образом подразумеваться, и отказывается от ответственности в отношении Сайта, Содержимого и его применения.
Детальнее: https://seberemont.ru/info/otkaz.html

Публикация была полезна? Расскажите друзьям

Tagged : объять / отопление / показывать / радиатор / таблица

Как рассчитать объём воды в трубе системы отопления, и не только.

Опубликовано: 28 декабря 2012 г.

Здравствуйте! Для того, чтобы правильно спроектировать систему отопления, нужно иметь о ней как можно больше исходной информации: площадь помещений, объём помещений, материал из которого изготовлены стены, степень теплоизоляции и т. д. Я хочу обратить Ваше внимание на один из таких факторов, как объём воды в трубах системы отопления. Как рассчитать объём воды в трубе, ведь для того, чтобы правильно подобрать мощность котла, необходимо обязательно знать объём воды в системе отопления, плюс, объём воды в котле!

Чтобы справиться с этой задачей нам нужно знать сколько метров трубы в системе отопления, причём каждого диаметра, т. е., сколько трубы диаметром 20 мм., сколько трубы диаметром 25 мм., и т. д.

Для чего это нужно? Сейчас Вы сами всё поймёте.

Как не трудно догадаться, остаётся количество метров, каждого диаметра, помножить на объём воды, согласно таблицы. Затем полученный результат суммируем, и прибавляем объём воды в котле.

В паспорте каждого котла, имеются данные о максимальном объёме воды в системе отопления, который котёл может нагревать без потери мощности. Например: ваш котёл, по паспорту имеет мощность — 20 Квт. , и допустимый объём теплоносителя — 180 литров. После подсчётов, у Вас получился объём воды в трубах равный — 220 литров. Что из этого следует? А то что если у вас площадь помещений например 120-150 кв. м., то котёл скорее всего справится с нагревом системы, а если площадь 180-200 кв. м., то всё, — зимой, в более сильный мороз придётся мёрзнуть. В таком случае вам нужен котёл большей мощности, например — 24 Квт. (Надеюсь вы понимаете, что эти цифры условные!)

Надеюсь, при расчёте системы отопления, эта информация поможет Вам избежать ненужных проблем!

Эту табличку можете скачать с моего сайта по этой ссылке:Таблица колличества воды, в одном метре трубы, по диаметрам

Ну вот и всё! Пользуйтесь на здоровье.

Зима близко: какие радиаторы отопления лучше

28.

09.2021

В России зима всегда где-то рядом, и никогда не знаешь, насколько суровыми будут холода. Чтобы не примёрзнуть к кровати, установите подходящие радиаторы отопления. Какие выбрать, читайте в нашей статье.

Виды радиаторов

На смену тяжёлым и неуклюжим чугунным батареям пришли более лёгкие, практичные и мощные радиаторы. Они различаются по материалу: бывают алюминиевые, биметаллические и стальные. Рассмотрим подробнее плюсы и минусы каждого типа.

Алюминиевые

Радиаторы сделаны из одного куска металла, который отливается в форму. Изделия цельные, поэтому вероятность протечки минимальна. Радиаторы довольно мощные, стоят дешевле биметаллических, но дороже стальных. Весят изделия мало, а установить можно одному.

Плюсы

Трубы внутри имеют большую площадь в сечении. Благодаря этому помещение быстро прогревается.
Такие радиаторы надёжны и имеют рельефную поверхность — она позволяет быстрее нагревать помещение.
Благодаря конструкции хорошо греют даже в холодные дни.

Минусы

Алюминий легко деформировать, поэтому такие радиаторы чувствительны к механическим воздействиям — неосторожное обращение может повредить изделие.
Прибор требователен к составу воды: жёсткая может повредить стенки изнутри.
Есть вероятность появления коррозии.

Биметаллические

Внешняя часть таких радиаторов состоит из алюминия, а сердечник — из стали. Биметаллические изделия сочетают преимущества стальных и алюминиевых и являются самыми популярными.

Плюсы

Не боятся скачков давления в трубопроводе. Выдерживают до 20 атмосфер. Это дополнительно защитит изделия при возможных гидроударах и повреждениях системы подачи воды.
Долговечны, т. к. биметаллические батареи меньше подвержены коррозии, чем алюминиевые. Служат до 20 лет.
Имеют высокую теплоотдачу благодаря алюминию в составе.
Устойчивы к низкому качеству воды.

Минусы

Не подходят для систем отопления с низким давлением из-за особенностей строения. Поэтому плохо обогревают в частных и загородных домах, где давление в системе отопления гораздо ниже, чем в многоэтажках.
Стоят дороже алюминиевых за счёт стали в составе.

Стальные

Представляют из себя две стальные пластины с углублениями и соединительными каналами. Позволяют экономить электроэнергию, т. к. быстро остывают и нагреваются. В плане надёжности уступают биметаллическим.

Плюсы

Благодаря устройству меньше забиваются пылью и грязью, чем алюминиевые и биметаллические.
Устойчивы к ржавчине.
Быстро нагреваются.

Минусы

Кислород, попавший внутрь изделия, может повредить его. Поэтому подключать такие радиаторы лучше в домах, где есть своя котельная и закрытая система отопления.
Боятся гидроударов — это может быть критичным в период опрессовок.

Как рассчитать количество радиаторов

Ключевой параметр, который нужно учитывать — тепловая мощность, измеряется она в ваттах. Чем она выше, тем сильнее греет батарея. Однако и энергии потребляет больше.

В таблице мы привели количество Вт на 1 м². Это число необходимо умножить на площадь комнаты — и вы получите оптимальную мощность радиатора.

	Сколько Вт нужно на 1 м², если у вас 1 наружная стена	Сколько Вт нужно на 1 м², если у вас 2 наружные стены
1 окно	100	120
2 окна	120	130

Если в помещении окна выходят на север или же северо-восток, к конечной цифре прибавляйте 10 %. В комнате есть глубокая ниша? Ещё 5 %. Эти условия потребуют дополнительной мощности радиатора, потому что в таком помещении выше теплопотери.

Формула расчёта количества секций радиатора

((S × n) / T) + 10 % + 5 % = R

S — общая площадь комнаты.
n — количество Вт на 1 м², см. таблицу.
T — тепловая мощность одной секции радиатора, указывается производителем.
R — количество секций радиатора для этой комнаты. Число округляется в бо́льшую сторону.

Разберём на примере. Нам нужно обогреть комнату площадью 15 м², угловую, с 1 окном на север. Берём в таблице нужное значение и вставляем его в формулу. Тепловую мощность смотрим в карточке товара. Возьмём значение 135 Вт.

((15 × 120) / 135) + 10 % = 15

Значит, для этой комнаты нам понадобится радиатор с 15 секциями.

Что ещё пригодится

Чтобы установить радиатор, необходимы кронштейны — крюки, которые вкручивают в стену и на которые вешают батарею. Количество приспособлений выбирайте в зависимости от длины и веса теплообменника.
Для подключения радиатора к системе отопления используйте специальные комплекты. Они включают переходные гайки, воздухоотводчик, заглушку, иногда кронштейны. Также приобретите герметик, если его нет в наборе.
Закрыть батарею отопления и защитить её от детей вам помогут экраны.
Последняя важная группа элементов для подключения — запорно-регулирующая арматура. Сюда входят клапаны, вентили, краны, термостатические головки. Всё это позволит изменять теплоотдачу батареи и отключать её.

Выбирайте радиатор, который подходит вашей системе отопления, учитывайте его мощность — и оставайтесь в тепле 😊

Смотреть все радиаторы

[PDF] Расчет объема воды в системах водяного отопления и охлаждения

1 Расчет объема воды в системах водяного отопления и охлаждения Предисловие Существует несколько методов, которые можно использовать . ..

Расчет объема воды в системах водяного отопления и охлаждения Предисловие Существует несколько методов, которые можно использовать для расчета объема воды в системах водяного отопления или охлаждения. Однако эти методы не всегда точны на 100% из-за неточной или неполной системной информации и вариаций в методах измерения.Следовательно, рекомендуется использовать как минимум два метода для расчета объема воды в системе для перекрестной проверки и помощи в окончательном определении количества, которое будет котироваться или продаваться.

Методы расчета объема воды Приведенные ниже методы описаны более подробно позже; здесь вы можете увидеть, какие методы наиболее применимы в процессе продажи и установки.

Внутренний метод 1 — Чертежи и спецификации 2 — Обследование площадки 3 — Расчет на основе тепловой / охлаждающей нагрузки 4 — Измерение дренажной воды (метр) 5 — Измерение дренажной воды (ведра) 6 — Количество панелей радиатора

Ориентировочная рентабельность инвестиций Да Да Нет данных Да

Цитата Да Да Нет данных Да

Установка / развертывание

Да Нет данных Да Да Нет

Коммерческий метод 1 — Чертежи и спецификации 2 — Сайт Исследование 3 — Нагрузка на тепло / охлаждение (кВт) 4 — Измерение слитой воды (счетчик) 5 — Измерение слитой воды (ведра) 6 — Количество панелей радиатора

DR0023 v1

Ориентировочная рентабельность инвестиций Да Да Да Нет данных a

Цитата Да Да Да Нет данных

Установка / Развертывание Да Нет Да Да Нет

Как видно, некоторые методы являются только применимо во время установки. Эти методы увеличат время установки, но дадут установщику хорошее представление о том, что слито нужное количество воды, или о том, что в системе больше воды, и она не была слита полностью. Когда вода осталась в системе, ее можно дополнительно слить или, в качестве альтернативы, можно установить более высокую концентрацию Hydromx, чтобы компенсировать и гарантировать, что конечный раствор будет оптимальным 50% (см. Инструкцию по применению DR0005).

1. Чертежи и спецификации. Расчет объема воды можно выполнить, взяв информацию о размерах из списков строительных материалов и чертежей проекта (см. Приложение A для расчета объема трубопровода).Коммерческие здания должны иметь отчет о механическом проекте, и этот отчет должен включать: Тип и размер котла / чиллера, тип трубы, длина и диаметр, размер и производительность основного насоса, фанкойлы, радиаторы, точки дренажа, воздушные клапаны, сосуды под давлением и т. Д. Эта информация позволит рассчитать объем воды в системе. сделал. Кроме того, у многих зданий есть AutoCAD или аналогичные компьютерные чертежи. В этих случаях объем воды в трубопроводе можно также рассчитать с помощью этих программ.Точность 90%. ПРИМЕЧАНИЕ. Технические изменения могли привести к изменению системы и, возможно, не были записаны на исходных чертежах или сохранены в актуальных руководствах. Если чертежи переиздаются после изменений, следует позаботиться о том, чтобы информация была взята из последних выпущенных чертежей.

2. Обследование площадки. Если чертежи недоступны, можно провести обходное обследование, чтобы получить информацию для расчета объемов (см. Приложение A для расчета объемов работ по трубопроводу). Ясно, что это применимо только к зданиям такого размера, который можно обследовать без чрезмерных затрат.Можно собрать детали котлов, чиллеров, расширительного бака, трубопроводов, теплообменников и т. Д. Подробную информацию о размерах объема воды можно получить из руководств, онлайн-спецификаций, а также по телефону / электронной почте от производителей и дистрибьюторов. Точность 90%.

DR0023 v1

3. Нагрузочная способность нагрева / охлаждения Этот метод рассчитывает объем воды в системах отопления и охлаждения на основе тепловой нагрузки. Это действительно ТОЛЬКО для коммерческих установок, так как бытовые котлы могут быть значительно превышены для данной собственности.При использовании этого метода должна быть известна тепловая мощность (кВт) котла / чиллера.

Формула систем отопления кВт x 0,014 = м3

м3 минус% 20 = Расчетный объем воды в системе

При применении формулы кВт x 0,014 = м3 рассчитывается максимальный объем воды в котле; затем отнимите 20% (запас по допуску типового теплотехнического котла), чтобы получить расчетный объем воды в системе. При выполнении этого расчета очень важно знать точную тепловую мощность активных котлов в кВт.Например, первичный котел может быть основным питателем, а вторичный / резервный котел. При расчете необходимо использовать количество кВт отопления, необходимое для здания, и исключить допуски на резервирование и мощность. ПРИМЕЧАНИЕ: 20% — это типичный допуск по мощности котла, но он может варьироваться. Этот точный допуск мощности котла может быть указан в исходных теплотехнических расчетах. ПРИМЕРЫ Пример1 В системе один котел мощностью 1400 кВт. 1400 кВт x 0,014 = 19,6 м3

19,6 м3 -% 20 = 15,68 м3 расчетный объем воды в системе.

Пример 2 В системе два котла, которые работают вместе (оба по 1400 кВт). В этой ситуации необходимо использовать общую кВт (рабочую нагрузку) котлов по формуле (1400 кВт + 1400 кВт) * 0,014 = 39,2 м3

39,2 м3 -% 20 = 31,36 м3 расчетный объем воды в системе.

ПРИМЕЧАНИЕ: Если в системе более одного котла и неясно, являются ли другие котлы резервными или нет, следует использовать другой метод для расчета объема воды.

DR0023 v1

Формула чиллерных систем кВт x 0,014 x 1,32 = м3

м3 -% 20 = Объем воды в системе

Для использования этой формулы важно знать, какой — первичный чиллер, а какой чиллер — вторичный / резервный. Следует рассчитать максимальную рабочую нагрузку ТОЛЬКО ПЕРВИЧНЫХ питателей. Как и в случае формулы систем отопления, эта формула также включает коэффициент допуска 20%. ПРИМЕРЫ Пример 1 В системе имеется один чиллер мощностью 488 кВт.488 кВт x 0,014 x 1,32 = 9 м3

9 м3 -% 20 = 7,2 м3 расчетный объем воды в системе.

ПРИМЕЧАНИЕ: Если имеется более одного чиллера, максимальная рабочая нагрузка должна быть рассчитана, как показано ниже, и следует использовать еще один метод для проверки. Пример 2 В системе есть три чиллера мощностью 500 кВт, 300 кВт и 300 кВт соответственно, которые работают вместе как главный питатель. (500 кВт + 300 кВт + 300 кВт) x 0,014 x 1,32 = 20,328 м3

20,3 м3 -% 20 = 16,24 м3

расчетный объем воды в системе

Если мощность бойлера / охладителя неизвестна Если основной производительность насоса / насосов и ΔT чиллера / бойлера (например, чиллеры обычно имеют 3 ˚C ΔT (вход 10 ° C, выход 7 ° C), расчетная мощность системы может быть рассчитана по формуле: кВт = (м3 / ч) * ΔT / 0. 86 Вторичные насосы предназначены только для резервного копирования и не должны включаться в расчет, если они не работают вместе как основные насосы.

DR0023 v1

ПРИМЕР Основной насос системы имеет расход 120 л / ч и, если есть 3˚C ΔT. 120 л / ч x 3˚C / 0,86 = 418 кВт Расчет объема воды на основе тепловой нагрузки обычно дает минимальное количество воды. Точность этого метода зависит от точности и полноты информации, предоставленной технической командой заказчика.Настоятельно рекомендуется использовать другой метод для расчета объема воды в системе. Точность 80 — 90%. в зависимости от точности инженерных расчетов на исходных строительных чертежах и точного отслеживания любых инженерных вариаций.

4. Измерьте количество слитой воды (метр)

Если имеется одна точка подключения, через которую можно слить всю систему, это самый простой способ измерить объем воды в системе. Во время слива из системы температура воды должна быть такой же, как у обычной водопроводной воды. Если вода более горячая, она будет менее плотной, и это может повлиять на точность измерения.

DR0023 v1

В более крупных системах этот метод может увеличить время слива, поэтому может потребоваться несколько точек слива с подключенным счетчиком в каждой точке. Следует проявлять осторожность, чтобы избежать образования пузырьков при опорожнении системы, поскольку это может дать неточные результаты, поскольку счетчик воды будет считать пузырьки водой.Уровень точности для небольших систем 90%. Уровень точности для больших систем 70-80%, поскольку это предполагает, что остаточная вода, оставшаяся в больших системах, больше, чем в меньших.

5. Измерение количества слитой воды (ведро) Этот метод является предпочтительным для небольших домашних хозяйств, когда слитую воду можно собрать в мерное ведро, а общий объем воды складывается из количества ведер и измеренных количеств. Уровень точности 90% предполагает, что в системе осталось 10% остаточной воды.

6. Количество радиаторных панелей x среднее количество литров на панель. Этот метод подходит в качестве метода ориентировочных котировок для свойств домашнего масштаба и может варьироваться в зависимости от типа домов. Хотя этот метод не всегда позволяет точно использовать открытые вентилируемые коллекторные баки, расширительные баки большего размера или радиаторы / излучатели с малым объемом воды, это хорошая первоначальная оценка. ПРИМЕР В этом примере предполагается, что в типичном особняке с 3/4 спальнями были бы установлены 15-миллиметровые медные трубы и стальные радиаторы.Для каждой панели радиатора используется цифра 7 литров на панель, что дает средний объем воды для всей системы. Таким образом, в доме с 6 однопанельными радиаторами и 5 двойными радиаторами (10 панелей) расчетный объем воды в системе составляет 112 литров. например (6 одинарных панелей + 10 панелей в двойных радиаторах) x 7 литров = 112 литров Точность для систем бытового типа 85%.

DR0023 v1

Приложение A — Расчет объема трубы Следующие формулы и рабочий пример показывают, как рассчитать объем трубы после оценки длины и размеров трубы. Сделано по результатам осмотра или по чертежам.25) труба. Используя цифры в Таблице 1, R1 рассчитывается как: R1 = Внутренний диаметр / 1000/2

26,9 / 1000/2 = 0,014

V = π x R1 x R1 x L x 1000

3,14 x 0,014 x 0,014 x 10 x 1000 = 6,15 литра

DR0023 v1

Пример 2 Расчет 3 метров трубы 1/2 ”(DN 15). Используя цифры в Таблице 1, R1 рассчитывается как: R1 = Внутренний диаметр / 1000/2

15,7 / 1000/2 = 0,008

V = π x R1 x R1 x L x 1000

3.14 x 0,008 x 0,008 x 3 x 1000 = 0,6 литра

Таблица номинального диаметра и диаметров труб

Имперские размеры

Метрические размеры

НАРУЖНЫЙ ДИАМЕТР (мм)

ТОЛЩИНА ТРУБЫ (мм)

ВНУТРЕННИЙ ДИАМЕТР (мм)

1/2 ″

DN 15

21,3

2,8

15,7

3/4 ″

DN 20

26,9

2,9

21,1

1 ″

000

3,4

26.9

1/4 ″

DN 32

42,4

3,6

35,2

1/2 ″

DN 40

48,3

3,7

40,9

60,3

3,9

52,5

DN 65

73,0

5,20

62,6

3 ″

DN 80

114 88,9

5,5

70003

102. 3

5 ″

DN 125

141,0

6,6

127,8

6 ″

DN 150

168,3

7,1

154,1

202,74

12 ″

DN 300

323

9,5

304,0

16 ″

DN 400

406

9,5

387,0

450

9,5

387,0

4502

387,0

451,0

2 ″ 2

1/2 ″

Таблица 1

DR0023 v1

Попадание в горячую воду: практическое руководство по системам водяного отопления

Одним из положительных результатов недавнего энергетического кризиса стало развитие и совершенствование технологий использования альтернативных форм энергии.Нигде эти усилия не были более очевидными, чем рост использования древесины в качестве источника топлива. Многие односемейные дома, построенные в последние годы, предусматривают хотя бы частичное отопление дровами. Некоторые коммерческие, промышленные и сельскохозяйственные предприятия, которым требуется большое количество тепла, также либо перешли на древесину, либо рассмотрели ее.

Одним из наиболее удобных, эффективных и рентабельных способов, с помощью которых жилые, сельскохозяйственные и небольшие коммерческие пользователи могут пользоваться преимуществами энергии на базе древесины, является использование системы водяного отопления (часто называемой гидравлической).Системы горячего водоснабжения, работающие на древесном топливе, особенно подходят для малых и средних предприятий. Основным преимуществом этих систем является то, что они обеспечивают постоянный нагрев при относительно нечастой загрузке. Они также безопасны и могут сжигать недорогое древесное топливо во многих различных формах. Хотя этой технологии как минимум 200 лет, сегодня стоит подумать о ней.

Расширение биологической и сельскохозяйственной инженерии в Государственном университете Северной Каролины спроектировало и протестировало ряд гидравлических систем различных размеров за последние годы. Планы для этих систем доступны за небольшую плату. В настоящее время в Северной Каролине действует несколько тысяч жилых систем горячего водоснабжения, работающих на дровах. Кроме того, около 60 единиц используются для сушки табака и около 300 — для обогрева теплиц. Хотя многие из этих систем были построены на основе проверенных планов, некоторые из них — нет. Когда в системе возникают проблемы, это часто происходит из-за того, что некоторые важные конструктивные или эксплуатационные требования были упущены из виду.

Для эффективной работы важно понимать и соблюдать определенные основные правила.Эта публикация предоставляет оператору системы водяного отопления важную базовую информацию об этом типе системы и ее работе. В первых двух разделах описывается система горячего водоснабжения и ее части, объясняются функции каждой части и даются некоторые простые расчеты конструкции для тех, кто хочет построить свою собственную систему. Третий раздел поможет читателю развить понимание древесного топлива, а четвертый описывает и объясняет экономику систем горячего водоснабжения.

В системе водяного отопления вода используется для хранения тепловой энергии и передачи ее от горящего топлива к месту, где будет использоваться тепло.Все системы горячего водоснабжения (гидроники) состоят из пяти основных частей:

Топка , камера, в которой сжигается топливо;
A резервуар для воды , в котором тепло поглощается и хранится;
A насос и трубопроводная система для транспортировки нагретой воды;
Теплообменник для отвода тепла там, где оно необходимо;
Система управления для управления скоростью использования тепла.

При проектировании водонагревателя на дровах важны три фактора:

Горение . Система должна быть спроектирована так, чтобы топливо сгорало максимально полно.
Теплообмен . Конструкция должна позволять как можно большему количеству выделяемого тепла попадать в воду.
Сохранение тепла . Система должна позволять как можно меньше тепла уходить неиспользованным.

Самая важная часть любой системы горячего водоснабжения — топка или камера сгорания.Если он неправильного размера или плохо спроектирован, производительность всей системы пострадает. Самая частая проблема домашних систем горячего водоснабжения — это плохо спроектированная топка. К сожалению, это также одна из самых сложных проблем, которую можно решить без изменения конструкции и восстановления топки.

Как горит древесина

Чтобы оценить необходимость правильно спроектированной топки, необходимо понимать, как горит дрова. Горение (горение) — это процесс, при котором кислород химически соединяется с топливом, выделяя тепло. Тепло также необходимо для запуска процесса. Однако, однажды начавшись, реакция может быть самоподдерживающейся.

Большинство людей знают, что для сжигания необходимы топливо и кислород. Однако многие не осознают, что тепло также необходимо. Многие проблемы в системах водяного отопления связаны с недостаточным количеством тепла в камере сгорания.

Двумя основными компонентами древесины являются целлюлоза и лигнин. Эти два химических вещества состоят в основном из углерода, водорода и кислорода.При повышении температуры древесины некоторые летучие вещества, содержащиеся в ней, — вода, воск и масла — начинают выкипать. При температуре около 540 ° F тепловая энергия приведет к разрыву атомных связей в некоторых молекулах древесины. Когда тепловая энергия разрывает связи, которые удерживают вместе атомы, составляющие лигнин или целлюлозу, образуются новые соединения — соединения, которых изначально не было в древесине. Этот процесс известен как пиролиз. Эти новые соединения могут быть газами, такими как водород, окись углерода, двуокись углерода и метан, или они могут быть жидкостями и полутвердыми веществами, такими как смолы, пиролитовые кислоты и креозот. Эти жидкости в виде мелких капель и полутвердых частиц вместе с водяным паром образуют дым. Дым, который выходит из трубы (дымохода) несгоревшим, является потраченным топливом.

По мере того, как температура продолжает расти, производство пиролитических соединений резко возрастает. При температуре от 700 до 1100 ° F (в зависимости от присутствующих пропорций) кислород соединяется с газами и смолами с выделением тепла. Когда это происходит, происходит самоподдерживающееся горение.

В какой-то момент во время горения куска дерева все смолы и газы улетят.Остается в основном древесный уголь. В обиходе мы говорим, что древесина сгорела дотла. Эти угли медленно горят снаружи и почти без огня. Количество угля или древесного угля, которое остается после того, как другие части древесины выкипят, зависит в первую очередь от породы древесины, а также от того, как быстро и при какой температуре она была сожжена. Как правило, чем быстрее и горячее сгорает кусок дерева, тем меньше древесного угля остается в виде углей.

Лучше всего быстро обжечь дрова, чтобы получить от них как можно больше тепла.Медленный дымный огонь может тратить до трети тепловой энергии топлива. Для эффективного горения огонь должен получать достаточно кислорода. Высокая дымовая труба, механический вытяжной вентилятор или и то, и другое обычно используются для обеспечения достаточной тяги (потока воздуха в топку).

Однако существуют пределы того, насколько быстро можно заставить дерево гореть. Если воздух нагнетается в камеру сгорания слишком быстро, он имеет тенденцию «задуть» огонь. Результат почти такой же, как недостаток воздуха.

Подача слишком большого количества воздуха в камеру сгорания также может привести к вздутию воздуха.Дыхание на самом деле представляет собой серию взрывов, возникающих в результате резкого смешивания воздуха и древесных газов. Чаще всего это происходит, когда свежее топливо добавляется в слой очень горячих углей. Сильное тепло от углей может отогнать большие объемы горючих газов, которые периодически воспламеняются по мере поступления кислорода. Эти взрывы редко вызывают какие-либо повреждения системы, но возникающий в результате обратный огонь может вызвать ожоги и летящий пепел.

Многие соединения образуются при горении древесины. Только в дыме было идентифицировано более 160 различных видов.В наибольшем объеме выделяются окись углерода, метан, метанол и водород. Хотя эти соединения будут гореть при относительно низких температурах, большая часть оставшихся выделенных соединений, таких как дым и смола, не сгорит полностью, пока температура не достигнет более 1000 ° F. Таким образом, для полного сгорания необходима горячая топка.

В большинстве хорошо спроектированных систем горячего водоснабжения топка окружена водой. По этой причине эти системы иногда называют «водяными плитами».«В агрегатах этого типа стенки топки поглощают большую часть выделяемого тепла. Вода сохраняет стенки топки относительно прохладными, что приводит к хорошей теплопередаче, но не способствует хорошему сгоранию. В большинстве случаев необходимо изолировать стены и пол топки из огнеупорного кирпича. Огнеупорный кирпич замедляет отвод тепла от огня и, таким образом, увеличивает эффективность сгорания.

Обычный красный строительный кирпич, особенно с отверстиями, подходит для облицовки топки не хуже, чем белый огнеупорный кирпич.Хотя красный кирпич не так эффективен, он стоит примерно в пятую часть дешевле белого огнеупорного кирпича.

Проектирование топки

На рис. 1 показано поперечное сечение типичного водонагревательного агрегата. Очень важно, чтобы камера сгорания с водяной рубашкой была достаточно большой. Он должен быть такого размера, чтобы он не только принимал заряд топлива, но и позволял полностью сгореть расширяющимся газам сгорания, прежде чем они потеряют слишком много тепла и перейдут в дымовые трубы.

Одна из наиболее распространенных проблем домашних систем горячего водоснабжения заключается в том, что камера сгорания слишком мала для нормального сгорания. В этом случае трудно разжечь огонь достаточно горячим; он имеет тенденцию курить, даже когда ему дают много воздуха. Если топка еще не слишком мала, добавление облицовки из огнеупорного кирпича может помочь, потому что это сделает огонь более горячим. Однако иногда единственным выходом является замена топки на более крупную.

Мощность системы горячего водоснабжения можно описать двумя способами: с точки зрения ее мощности горелки или сгорания и с точки зрения ее способности аккумулировать тепло.(Последнее будет обсуждаться в другом разделе.) Мощность горелки системы определяется как наибольшее количество тепла, которое горелка может выделить из топлива за заданный период времени. Мощность горелки можно рассматривать как практический предел устойчивой мощности системы. Если вы продолжите увеличивать скорость подачи топлива в камеру сгорания, в конечном итоге будет достигнута точка, в которой топливо будет потребляться с той же скоростью, с которой оно добавляется. В этот момент горелка работает с номинальной мощностью.Более быстрое добавление топлива может фактически помешать процессу горения.

С практической точки зрения мощность горелки системы определяется размером топки и тем, насколько хорошо воздух может подаваться и распределяться по топливу. В общем, вы можете рассчитывать получить около 40 000 БТЕ в час на каждый квадратный фут площади решетки при условии, что глубина достаточна. Это означает, что вы можете ожидать около 800000 БТЕ в час от топки 5 футов в длину и 4 фута в ширину.

Между площадью колосниковой решетки и глубиной топки существует более чем случайная зависимость.Топка должна быть максимально глубокой. Большая глубина позволяет большему перемещению пламени и лучшему перемешиванию поднимающихся горячих газов для улучшения сгорания. В общем, глубина должна быть равна или больше наименьшего размера решетки. Например, если размер решетки составляет 5 на 8 футов, глубина топки должна быть не менее 5 футов. В таблице 1 показано предполагаемое соотношение между объемом топки и емкостью системы. Размеры не указаны, потому что размер и форма резервуара для хранения воды и свободное пространство, необходимое для пожарных труб, ограничивают глубину топки. Важно помнить, что высокие тонкие топки лучше, чем короткие толстые.

**Таблица 1. Зависимость производительности системы от объема камеры сгорания.**
Производительность системы (БТЕ / ч)	Объем камеры сгорания (кубические футы)
50 000	2
100 000	5
200 000	9
300 000	27
400 000	40
500 000	75
750 000	100
1000000	200
2 000 000 90 415	400
3 000 000	500

Выбор вытяжного вентилятора

Практические ограничения размеров топки и конструкции дымовой трубы обычно требуют создания тяги с помощью вентилятора. Были использованы следующие расстановки и их комбинации:

Вентилятор для подачи свежего воздуха под решетку;
Баллончик для нагнетания свежего воздуха в топку над решеткой;
Вытяжной вентилятор для подачи свежего воздуха в топку и через систему.

Использование вентиляторов для подачи воздуха в камеру сгорания имеет то преимущество, что вентиляторы остаются чистыми и охлаждаются воздухом, который они перемещают. Недостатком является то, что дым и искры могут выходить из любой трещины в топке, потому что давление внутри топки выше, чем снаружи.Если используется вытяжной вентилятор, любые утечки происходят внутрь. Недостатком является то, что тепло и копоть в дымовой трубе сильно воздействуют на систему вентиляторов, хотя существуют вентиляторы, специально разработанные для этой цели.

Скорострельность зависит от тяги. Вентилятор или вентиляторы с принудительной тягой должны подавать достаточно кислорода для максимальной ожидаемой скорости горения, но не должны обеспечивать больше этого количества. Слишком много воздуха охладит огонь и выбросит пепел в дымовые трубы. Например, чтобы определить размер стекового вентилятора, предположим, что максимальная скорость работы системы составляет 2 миллиона БТЕ в час.

2000000 БТЕ / час ÷ 6680 БТЕ / фунт древесины = 300 фунтов древесины / час

Для сжигания 1 фунта дров требуется около 6 фунтов воздуха. Следовательно, потребность в воздухе составляет:

6 фунтов воздуха / фунт древесины x 300 фунтов древесины / час = 1800 фунтов воздуха / час

Один фунт воздуха эквивалентен примерно 13,5 кубическим футам. Таким образом, необходимый объем воздуха составляет:

1800 фунтов воздуха / час x 13,5 кубических футов / фунт воздуха = 24 300 кубических футов воздуха / час или 405 кубических футов / мин (куб.фут / мин)

Обычно для эффективного сгорания требуется около 50 процентов избыточного воздуха.Следовательно, требуемый объем:

405 кубических футов в минуту x 1,5 = 608 кубических футов в минуту

Поскольку мы определяем объем воздуха и газов, перемещаемых вытяжным вентилятором, мы должны учитывать добавление продуктов сгорания и влажности древесины к дымовым газам. Для древесины с влажностью 20 процентов, влажная основа (w.b.), отношение объема дымовой трубы к входящему воздуху составляет 1,16 моль дымовых газов на моль свежего воздуха.

Это соотношение рассчитано исходя из 100-процентного сгорания. Таким образом, объем выходящих продуктов сгорания составляет:

608 кубических футов в минуту входящего воздуха x 1.16 = 705 куб. Футов в минуту

Наконец, объем необходимо отрегулировать в соответствии с температурой. Закон Чарльза гласит, что объем газа линейно увеличивается с его температурой. Чтобы использовать закон Чарльза, температуры по Фаренгейту должны быть преобразованы в температуры по шкале Ренкина (R), что достигается добавлением 460 ° к температуре по Фаренгейту.

При температуре входящего воздуха 510 ° R (50 ° F) и температуре дымовой трубы 760 ° R (300 ° F) скорректированный объем дымового газа составляет:

760/510 x 705 кубических футов в минуту = 1050 кубических футов в минуту

Таким образом, 608 кубических футов в минуту входящего воздуха соответствует общему объему 1050 кубических футов в минуту, выходящему через дымовую трубу. Подойдет типичный вентилятор мощностью 1100 кубических футов в минуту при статическом давлении воды 1 дюйм. Статического давления воды в 1 дюйм было бы более чем достаточно для компенсации газового трения в системе.

Вышеприведенные расчеты можно применить к системам самых разных размеров. Размеры вентиляторов указаны в таблице 2 для различных систем.

**Таблица 2. Размеры стеклопакетов для различных систем.**
Производительность системы (БТЕ / ч)	Размер вентилятора стека (куб. Фут / мин при 1 дюйм.давление воды)
50 000	40
100 000	75
200 000	140
300 000	180
400 000	240
500 000	300
750 000	425
1000000	550
2 000 000 90 415	1,100
3 000 000	1,650

Двери с водяным охлаждением

Одной из наиболее часто встречающихся проблем в системах водяного отопления является коробление дверок топки. Двери должны быть большими для удобной топки. Одна сторона подвержена сильному нагреву камеры сгорания, а другая часто окружена зимними температурами. Возникающие в результате сильные термические нагрузки могут деформировать двери. Хотя дверь, показанная на рисунке 2, была сделана из стали ^1, ⁄ ₂ дюймов с существенным усилением, вскоре она так сильно покоробилась, что ее нельзя было закрыть.

Опыт показал, что полностью решить эту проблему невозможно, хотя ее можно существенно уменьшить, охладив двери водой.Водяное охлаждение не только предотвращает коробление, но и позволяет рекуперировать больше тепла.

Двери с водяным охлаждением обычно имеют внутреннюю и внешнюю металлические поверхности, разделенные 2- или 3-дюймовыми полостями, через которые может циркулировать вода. Часть выхода циркуляционного насоса воды отводится в полость двери. В полость обычно устанавливаются перегородки для обеспечения хорошей циркуляции и равномерного охлаждения.

Решетка Дизайн

Для максимального удобства и эффективности в нижней части топки необходимо предусмотреть решетку.Идеальная решетка позволяет золе просачиваться сквозь нее, но удерживает большую часть древесины и древесного угля и обеспечивает непрерывный поток воздуха через всю площадь решетки без периодического перемешивания или встряхивания. На каждые 1000 БТЕ номинальной мощности требуется не менее 5 квадратных дюймов площади решетки. Например, для системы мощностью 200 000 БТЕ / час потребуется:

200 x 5 = 1000 квадратных дюймов

Одна тысяча квадратных дюймов равна примерно 7 квадратным футам. Следовательно, решетки шириной 2 фута и длиной 3 ¹ ⁄ ₂ футов будет достаточно для системы с номинальной производительностью 200 000 БТЕ / час.

Создать удовлетворительную решетку сложно. Лучше всего подходят чугунные решетки, но их трудно найти, они дороги и имеют тенденцию со временем треснуть и выгореть. Пластина из мягкой стали толщиной от ¹ ⁄ _{2 от} дюймов до 1 дюйма будет деформироваться при нагревании, если она не будет хорошо поддерживаться снизу. Однако решетчатые опоры затрудняют удаление золы. Использованные железнодорожные рельсы, перевернутые вверх дном, с умеренным успехом использовались для формирования решеток. Стандартные 80-фунтовые рельсы, расположенные на расстоянии ¹ ⁄ ₂ на расстоянии 1 дюйма друг от друга, будут охватывать 6 футов без поддержки.Рельсы изготовлены из марганцевой легированной стали, их трудно сваривать и резать. Однако они умеренно устойчивы к высокотемпературной эрозии и относительно недороги, если их покупать на свалке металлолома.

Накопление древесного угля во время непрерывного обжига может привести к закупорке решеток и нарушению циркуляции воздуха. Установка вентилятора высокого давления под решеткой гарантирует поддержание минимального потока воздуха и ускоряет сжигание древесного угля. Остальной воздух для горения может подаваться через вентиляционное отверстие или дополнительный вентилятор над решеткой.

Рисунок 1. Типовая система водяного отопления.

Рисунок 2.Двери должны иметь водяное охлаждение, чтобы они не коробились от сильного жара.

Самая заметная часть системы горячего водоснабжения — это бак для воды. Стандартные резервуары, подходящие для систем водяного отопления, доступны в различных размерах, объемах и толщинах стенок.Подземные резервуары имеют более толстые стенки, чем надземные, что делает их намного лучше для сварки. Если у вас есть выбор, лучше использовать короткий резервуар большого диаметра, чем длинный и тонкий, потому что более короткий резервуар имеет меньшую площадь поверхности, что снижает потери тепла и стоимость изоляции. В таблице 3 приведены размеры и вместимость широкого диапазона стандартных резервуаров для хранения нефти.

**Таблица 3. Типоразмеры металлических резервуаров для хранения.**
Объем (галлонов)	Диаметр	Длина
500	48 из	64 из
560	42 из	92 из
1000	49 ¹ ⁄ ₂ дюйм	10 футов
2,000	64 из	12 футов
4,000	64 из	24 фута
6000	8 футов	16 футов 1 дюйм
8,000	8 футов	21 фут 4 дюйма
10 000	8 футов 10 ¹ ⁄ ₂ футов	26 футов 1 дюйм 15 футов 8 дюймов
12 000	8 футов 10 ¹ ⁄ ₂ футов	31 фут 11 дюйм 18 футов 7 дюймов
15 000	8 футов 10 ¹ ⁄ ₂ футов	39 футов 11 дюймов 23 фута 4 дюйма
20 000	10 ¹ ⁄ ₂ футов	31 фут
25 000	10 ¹ ⁄ ₂ футов	38 футов 9 дюймов
30 000	10 ¹ ⁄ ₂ футов	46 футов 6 дюймов

Хотя лучше всего использовать новый резервуар, многие успешные системы были созданы с использованными резервуарами. Резервуары для хранения отработанного масла часто можно получить просто по запросу. Если вы решили попробовать использованный резервуар, внимательно осмотрите его на предмет дырок или тонких пятен. Также узнайте, какая жидкость хранилась в резервуаре. Внимание! Запрещается сваривать или резать резервуар, который, как вы подозреваете, содержит легковоспламеняющиеся материалы, если он не будет тщательно очищен и провентилирован. Один из методов удаления остатков масла или бензина из большого бака — смешать примерно 2 фунта моющего средства на тысячу галлонов емкости с достаточным количеством воды, чтобы растворить его, и вылить этот раствор в бак.Затем полностью наполните резервуар водой и дайте ему постоять несколько дней, прежде чем слить его и приступить к работе.

Теплоемкость

Как упоминалось в предыдущем разделе, одним из показателей емкости системы является ее способность аккумулировать тепло. Вода — одно из наименее дорогих и наиболее легко перемещаемых и контролируемых веществ. Это также один из лучших известных носителей тепла. Вода может хранить в четыре или пять раз больше тепла, чем камень, в десять раз больше, чем большинство металлов, и примерно в четыре раза больше, чем воздух на единицу веса.Его единственный недостаток в том, что он не может сохранять тепло при температуре выше 212 ° F, если он не находится под давлением. Это ограничивает его пригодность для высокотемпературных применений. Однако для систем отопления помещений в теплицах и других сельскохозяйственных, коммерческих или жилых помещениях это ограничение обычно не является проблемой.

По определению, одна британская тепловая единица (BTU) — это количество тепла, необходимое для повышения температуры фунта воды на 1 ° F. Галлон воды весит примерно 8.3 фунта, поэтому тепловая энергия, необходимая для повышения температуры галлона на 100 ° F, составляет:

8,3 фунта x 100 ° F = 830 БТЕ

Для сравнения, для повышения температуры 8,3 фунта гравия на 100 ° F потребуется всего около 166 БТЕ.

Как указывалось ранее, воду нельзя нагревать до температуры выше 212 ° F при атмосферном давлении. Эта температура определяет верхний предел количества тепла, которое может хранить безнапорная вода. Нижний предел устанавливается желаемой температурой нагрузки.Например, если в теплице должна поддерживаться температура 65 ° F, то эта температура является нижним пределом. Разница между верхним и нижним пределом,

212 ° F — 65 ° F = 147 ° F

указывает, сколько тепла может удержать данный объем воды.

На самом деле, снижать температуру хранения до нижнего предела непрактично. Скорость передачи тепла нагрузке (например, от радиаторов к воздуху внутри теплицы) значительно снижается, поскольку температура нагретой поступающей воды приближается к температуре воздуха нагрузки.По этой причине желательно поддерживать нижнюю температуру хранения воды, по крайней мере, на 35 ° F выше желаемой температуры загрузки. Следовательно, в предыдущем примере нижний предел температуры будет 100 ° F, а разница температур будет не 147 ° F, а

212 ° F — (65 ° F + 35 ° F) = 112 ° F

Следовательно, диапазон температур хранения воды ограничен 112 ° F. Используя эту информацию в качестве руководства, теперь мы можем определить, какой объем памяти необходим.

Если заданная тепловая нагрузка определена как 200000 БТЕ в час и желательно иметь 6 часов нагрева после тушения пожара, количество воды должно быть достаточным для хранения:

200000 БТЕ / час x 6 часов = 1200000 БТЕ

Для подъема одного фунта воды на 1 ° F требуется 1 БТЕ.В каждом фунте воды может храниться только 112 БТЕ. Следовательно, необходимое количество воды составляет:

1,200,000 БТЕ ÷ 112 БТЕ / фунт = 10714 фунтов

Поскольку вода весит 8,3 фунта на галлон, 10 714 фунтов воды равны 1291 галлону.

На практике максимальная температура воды редко превышает 200 ° F; следовательно, требуется емкость, немного превышающая 1291 галлон.

Эти расчеты предполагают, что тепло не теряется из резервуара или из труб, по которым вода подается к загрузке и от нее. Эти потери могут быть значительными в зависимости от того, насколько хорошо изолирована труба, расстояния от резервуара до груза и температуры наружного воздуха.

Очень хорошая идея — установить термометр на выпускной линии резервуара. Это даст точную индикацию температуры воды внутри резервуара. Падение температуры воды более чем на 20 ° F в час является хорошим признаком того, что резервуар для воды слишком мал, поскольку цель системы горячего водоснабжения — обеспечить постоянный источник тепла без необходимости постоянно разжигать огонь.

Также хорошей идеей является установка термометра на линиях с обеих сторон нагрузки — например, на впускной и выпускной линиях радиатора или ряда радиаторов. Это позволяет определить не только, сколько энергии теряется между баком и грузом, но и насколько эффективно радиаторы извлекают тепло из воды.

Для оптимальной конструкции системы емкость накопителя должна основываться на максимальной номинальной мощности горелки, требуемой тепловой нагрузке и максимальном промежутке времени между загрузками топлива. Следующее обсуждение показывает, как взаимодействуют эти три фактора.

Предположим, как в приведенном выше примере, что требуемая средняя тепловая нагрузка составляет 200 000 БТЕ в час. Это означает, что в течение обычного часа работы требуется 200 000 БТЕ тепла. Вероятно, что посреди очень холодной ночи количество необходимого тепла превысит это количество. Но для того, чтобы иметь достаточно тепла, мощность горелки должна как минимум равняться средней нагрузке плюс потери. С практической точки зрения желательно, чтобы горелка была рассчитана на 1,5–2-кратную среднюю тепловую нагрузку.Горелка большего размера может производить тепло для хранения, а также для немедленного использования в периоды средней нагрузки.

Помимо энергии, хранящейся в горячей воде (накопительный бак), в системе также можно хранить тепловую энергию в виде несгоревшей древесины. Это называется хранилищем топки. В ожидании очень холодной ночи оператор теплицы может топить систему в течение дня, чтобы постепенно поднять температуру воды примерно до 212 ° F. Несмотря на то, что вода уже удерживает количество тепла, близкое к максимальному, оператор может снова заполнить топку непосредственно перед тем, как уйти на ночь.Это дополнительное топливо добавляет энергии системе. Горящее топливо может просто заменить уходящее тепло и, таким образом, поддерживать высокую температуру воды. Однако, если дополнительное топливо слишком быстро добавляет слишком много тепла, вода в баке закипит, и энергия будет потрачена впустую в виде пара.

Маловероятно, что система горячего водоснабжения во время реальной эксплуатации будет подвергаться очень большим колебаниям нагрузки. Другими словами, не требуется производить максимальную производительность один час и никакой в последующие.Скорее, постепенное увеличение и уменьшение обычно происходит в течение дня по мере изменения наружной температуры и многих других факторов. С другой стороны, тепло, подаваемое в систему от огня, обычно бывает довольно спорадическим, в зависимости от того, сколько и как часто добавляется топливо. Ценность системы горячего водоснабжения частично основана на ее способности быстро накапливать тепловую энергию, но медленно выделять ее с контролируемой скоростью.

Если горелка вырабатывает больше тепла, чем используется системой, дополнительное тепло будет сохраняться при условии, что емкость аккумулирования не была превышена.При превышении емкости вода закипает. Когда это происходит, избыточное тепло уходит из системы в виде пара. Энергия, необходимая для кипячения воды, просто тратится зря. Частое кипение в системе горячего водоснабжения указывает на то, что горелка слишком велика, или она слишком часто зажигается, или что емкость аккумулирования тепла в системе слишком мала.

Если емкость аккумулирования тепла недостаточна, одно решение — добавить еще один резервуар. Тандемный резервуар обычно располагается как можно ближе к основному резервуару и соединяется впускной и выпускной трубой и насосом (Рисунок 3).Таким образом, емкость хранилища может быть легко увеличена без нарушения работы остальной системы. Между двумя баками всегда необходимо непрерывно перекачивать воду, чтобы тепло распределялось равномерно. Это можно сделать, добавив дополнительный насос или используя часть потока от существующего насоса, если он имеет избыточную производительность.

Система горячего водоснабжения не является паровой; то есть в системе никогда не бывает другого давления, кроме давления, создаваемого насосами. Из бака для горячей воды необходимо удалить воздух, чтобы предотвратить повышение давления, когда вода нагревается и расширяется или превращается в пар.Невентилируемый накопительный бак чрезвычайно опасен . В верхней части бака требуется как минимум два вентиляционных отверстия. Более того, люк, который обычно вырезается в верхней части резервуара во время строительства, можно оставить открытым, но прикрыть листом листового металла.

Изоляция

Необходимо изолировать бак и все трубы, чтобы предотвратить утечку тепла. Для наружных резервуаров подходит полиуретановая изоляция, напыляемая напылением, особенно если она окрашена и защищена от прямого воздействия огня и солнечных лучей.Покрытие толщиной 1 дюйм, обеспечивающее степень изоляции R-7, стоит около 1 доллара за квадратный фут. Например, для резервуара емкостью 2000 галлонов диаметром 64 дюйма и длиной 12 футов изоляция будет стоить приблизительно 250 долларов. В таблице 4 приведены расчетные значения теплоизоляции резервуаров различной толщины из полиуретана.

**Таблица 4. Эффективность изоляции трех толщин на большом резервуаре для горячей воды.**
Толщина изоляции (дюймы)	Значение «R»	Тепловые потери (БТЕ / ч) ¹	Ежемесячная стоимость потерянной энергии ²	Стоимость изоляции ³
0.0	0,5	200 000	384,00 $	$ 0
0,5	4,0	25 000	48,00	500
1,0	7,5	13 300 90 4 15	25,54	1 000 90 4 15
2,0	14,5	6900	13.25	2 000
Примечание. Данные в этой таблице основаны на емкости резервуара 15 000 галлонов и площади поверхности 1 000 квадратных футов. ¹ Предполагается, что разница температур воды и окружающей среды составляет 100 ° F. ² При условии, что древесина стоит 40 долларов за шнур. ³ Предполагается, что прикладная стоимость составляет 1 доллар США за квадратный фут на дюйм толщины.

Эта таблица показывает, что затраты на нанесение минимального количества изоляции можно легко оправдать за счет экономии затрат на электроэнергию.Однако дополнительные затраты на изоляцию толщиной более ¹ ⁄ ₂ дюймов трудно оправдать.

Один из вариантов — разместить систему под односкатной крышей, где ее можно изолировать относительно недорогими войлоками из стекловолокна. Стекловолокно, которое может иметь основу из алюминиевой фольги, может удерживаться на месте проволочной сеткой с крупными ячейками. Стоимость навеса, изоляции, пленки, провода и рабочей силы может быть больше, чем стоимость напыляемой полиуретановой изоляции, но этот тип изоляции, вероятно, прослужит намного дольше и даст лучшее значение R.

Защита от ржавчины

Рекомендуется использовать какие-либо меры по предотвращению ржавчины для защиты внутренней части резервуара и труб от коррозии. Доступен ряд коммерческих химикатов, предназначенных в основном для использования в высокотемпературных котлах. Некоторые из них были бы довольно дорогими в количестве, необходимом для защиты системы горячего водоснабжения среднего размера.

Один метод, который был признан подходящим для систем горячего водоснабжения, — это добавление некоторых относительно недорогих химикатов для повышения pH воды.Среди них карбонат калия, карбонат натрия (стиральная сода) и гексаметафосфат натрия (Calgon). Эти химические вещества предотвращают коррозию, покрывая металлические стенки систем. Из упомянутых выше химикатов лучше всего работает Калгон. Его можно купить в большинстве продуктовых магазинов. Используйте 5 фунтов на каждые 1000 галлонов воды. В нормальных условиях ни один из этих химикатов не разлагается и, следовательно, остается активным в системе в течение длительного времени.

Пожарные трубы

Хотя некоторое количество тепла проходит к воде через стенки топки, основной путь тепла от огня к воде проходит через дымовые трубы.Большинство систем спроектировано таким образом, что горячие газы, выделяемые при пожаре, проходят через серию пожарных труб, которые проходят от одного конца резервуара для хранения к другому. Во многих системах газы проходят через резервуар более одного раза.

Очень важно, чтобы количество и размер трубок были достаточными, чтобы большая часть тепла передавалась от горячих газов воде до выхода газов. Как показывает практика, на каждые 2000 БТЕ номинальной мощности требуется около 1 квадратного фута площади теплообмена.Например, если система рассчитана на производство 200 000 БТЕ в час, потребуется около 100 квадратных футов площади теплообмена. Эта область может включать охлаждаемую водой поверхность топки, а также сами дымовые трубы. Обе эти области часто называют поверхностью очага.

Наружный диаметр трубок используется для расчета площади. В таблице 5 перечислены несколько часто используемых размеров стандартных труб с указанием их фактического внешнего диаметра и количества ходовых футов, необходимых для получения 1 квадратного фута площади поверхности.

**Таблица 5. Линейные футы на квадратный фут площади поверхности для обычных стальных труб.**
Номинальный размер трубы (дюймы)	Внешний диаметр (дюймы)	Линейных футов на квадратный фут внешней площади
1/2	0,840	4,55
3/4	1.050	3.64
1	1,315	2,90
1 1/4	1,660	2,30
1 1/2	1.900	2,01
2	2,375	1,61
2 1/2	2,875	1,33
3	3.500	1,09
3 1/2	4.000	0,95
4	4.500	0,85
4 1/2	5.000	0,76
5	5,563	0,67
6	6,625	0,58

Правильный размер используемой трубы зависит от ряда факторов.В примере системы с производительностью 200 000 БТЕ в час требуется 100 квадратных футов площади теплообмена. Из таблицы 1 рекомендуемый объем топки составляет 9 кубических футов. Подходящей топкой такого объема может быть топка 1 ¹ ⁄ ₂ футов в длину, 2 фута в ширину и 3 фута в высоту. Площадь топки составляет 27 квадратных футов (включая дверь с водяным охлаждением). Таким образом, топка обеспечит 27 квадратных футов необходимых 100 квадратных футов. Остальные 73 квадратных фута должны обеспечивать пожарные трубы.

Чтобы найти длину трубы заданного диаметра, необходимую для обеспечения желаемой площади поверхности, умножьте числа в третьем столбце таблицы 5. Например, если вы выбрали 1 ¹ ⁄ ₂-дюймовая труба, умножьте 73 погонных футов на 2,01:

73 фута x 2,01 фут / кв. Фут = 146,72 фута

Примерно 147 погонных футов 1 ¹ ⁄ ₂-дюймовой трубы требуется для получения 73 квадратных футов площади теплообмена. С другой стороны, если вы используете 3-дюймовую трубу, вам понадобится всего около 80 футов:

73 фута x 1.09 фут / кв фут = 79,73 фут

Какой размер лучше? Если рассматривать строго с точки зрения затрат, нет большой разницы между 147 футами трубы 1 ¹ ⁄ ₂ дюймов и 80 футами трубы 3 дюйма. Однако большую трубу сваривать намного проще. Кроме того, время от времени необходимо будет очищать внутреннюю часть трубы от золы, сажи и других отложений. Очистить меньшую длину и большую трубу проще. Однако большее количество труб меньшего размера будет несколько более эффективным в передаче тепла.Опыт показал, что в целом лучше всего подходят трубы диаметром от 2 до 3 дюймов.

Отложения золы в дымовых трубах значительно снизят скорость теплопередачи. Хорошо иметь способ определить, насколько хорошо они работают. Один из лучших и наименее дорогих методов — разместить высокотемпературный термометр в точке, где газы покидают пожарные трубы и запускают дымовую трубу. Чем ближе температура воды, тем эффективнее отвод тепла от пожарных труб. Температура газа от 300 до 350 ° F указывает на эффективную теплопередачу.Температура газа более 450 ° F указывает на то, что площадь теплообмена слишком мала или на дымовые трубы нанесено покрытие.

Стратификация

Любопытное состояние иногда возникает в средних и больших системах. Несмотря на то, что топка постоянно топится, и видно, как вода кипит из верхней части резервуара, температура воды, забираемой из резервуара для распределения, составляет всего 170–180 ° F. Такая ситуация возникает в системах, где вход и выход находятся около дна резервуара и нет вспомогательного циркуляционного насоса, поддерживающего движение воды.Это состояние называется стратификацией и возникает, когда вода при разных температурах разделяется на отдельные слои, причем самая теплая вода остается наверху. Стратификация может происходить в любой системе, но обычно более выражена в крупных.

Плотность воды при 100 ° F примерно на 3,5 процента больше, чем при 200 ° F. Как и воздух, горячая вода поднимается, а холодная опускается. Чтобы предотвратить расслоение, воду необходимо поддерживать в движении. Один из способов — подсоединить возвратные трубы в верхней части бака над топкой (самая горячая часть системы) и забрать воду из нижней части бака с другого конца.Проблема с этим подходом заключается в том, что распределительные насосы могут не работать все время, и при выключении насосов может происходить расслоение.

Лучшее решение — установить непрерывно работающий вспомогательный циркуляционный насос для перемещения воды из самой холодной в самую горячую часть резервуара. Постоянное перемешивание воды предотвратит расслоение. Циркуляционный насос не обязательно должен быть большим, так как необходимо преодолеть очень небольшой напор. Он должен быть способен перекачивать от 0,2 до 0,5 производительности системы в час.Например, система на 2000 галлонов должна иметь насос, способный перекачивать от 400 до 1000 галлонов в час. Обычно достаточно электрического насоса мощностью ¹ ⁄ _{6 от} до ¹ ⁄ ₂.

Рисунок 3. Дополнительный резервуар увеличит емкость хранилища.

Трубопровод

Вода не только сохраняет тепло, но и передает тепло туда, где оно используется.Распределительный насос должен иметь подходящий размер для работы. Если насос слишком мал, он не будет перекачивать достаточно тепла к нагрузке. Если он слишком большой, это приведет к потере энергии. Подбор насоса — довольно сложный вопрос, поскольку он зависит от ряда взаимосвязанных факторов. К ним относятся размер груза, расстояние между баком и грузом, количество различных теплообменников в системе и размер используемой трубы. В таблице 6 приведены размеры труб для различных тепловых нагрузок. Эти скорости потока и размеры труб рассчитаны с учетом нормального падения температуры на 25 ° F при прохождении воды через теплообменник.

Таблица 6. Минимальные размеры труб для нагрузок на расстоянии 100 и 300 футов от резервуара.
Нагрузка (БТЕ / ч)	Расход (галлон / мин)	Диаметр стальной трубы (дюймы) ¹
Нагрузка (БТЕ / ч)	Расход (галлон / мин)	100 футов	300 футов
100 000	8	1 1/4	1 1/2
200 000	16	1 1/2	2
300 000	24	2	2 1/2
400 000	32	2 1/2	2 1/2
500 000	40	2 1/2	3
750 000	60	3	3
1000000	80	3	4
1 500 000	120	4	4
2 000 000 90 415	160	4	4
¹ Для трубы из ХПВХ подходит следующий меньший размер

За исключением жилых помещений, большинство систем горячего водоснабжения поставляют тепло более чем в одно место.Например, несколько отдельных теплиц или стойл для выдержки могут потреблять тепло от одной и той же системы. Горячая вода подается к каждой нагрузке по большим магистральным распределительным и обратным линиям. Каждая нагрузка имеет свой собственный насос и подключена к основным линиям параллельно, что делает ее управляемой независимо (Рисунок 4). Каждое параллельное соединение должно иметь обратный клапан для предотвращения обратного потока, когда тепло не требуется.

Насосы

обычно оцениваются по количеству галлонов в минуту, которые они могут подавать при определенном напоре или общем сопротивлении.Это полное сопротивление является суммой сопротивлений каждой отдельной части системы, через которую вода проходит в своем контуре к насосу и от него. Сопротивление обычно выражается в количестве футов «головы», хотя с таким же успехом оно может быть выражено в фунтах на квадратный дюйм. Напор — это гипотетическая высота воды, против которой должен работать насос; чем больше голова, тем больше сопротивление.

По мере увеличения сопротивления расход уменьшается. Например, определенный насос может быть рассчитан на 50 галлонов в минуту на высоте 10 футов, но только 15 галлонов в минуту на высоте 30 футов.Один фут напора эквивалентен 0,43 фунта на квадратный дюйм (psi). При выборе насоса важно выбрать насос, рассчитанный на работу с горячей водой при температурах до максимально ожидаемых.

Во многих системах используются стандартные стальные трубы и резьбовые соединения. Они относительно недороги и подходят для горячего водоснабжения. В некоторых новых системах используются пластиковые трубы. Полиэтилен (черный пластик) и трубы из ПВХ не выдержат длительного использования горячей воды при умеренном давлении. Однако два типа пластиковых труб — ХПВХ и полибутилен — предназначены для горячего водоснабжения.ХПВХ — это жесткая пластиковая труба, похожая на ПВХ. Если используется труба из ХПВХ, все фитинги, такие как соединители, переходники и колена, также должны быть изготовлены из ХПВХ. Полибутиленовая труба также требует специальных соединителей, но она гибкая и с ней значительно легче работать. Однако он еще не доступен в размерах более 1 дюйма.

Изоляция труб

Для повышения эффективности важно, чтобы распределительные трубы, идущие к нагрузке и от нее, были изолированы. Количество тепла, которое может быть потеряно из-за длины трубы, является значительным и зависит от ряда факторов.К ним относятся температура воды, проходящей через трубу, температуру и движение воздуха, окружающего трубу, тип материала трубы, а также состояние поверхности и толщину стенки трубы. Неизолированная распределительная труба горячей воды может терять от нескольких сотен до нескольких тысяч БТЕ в час, в зависимости от условий и длины.

Если трубы должны быть проложены над землей, будет достаточно покрытия из стекловолокна, защищенного от дождя несколькими слоями устойчивой к солнечному свету пластиковой пленки.Любая изоляция, особенно стекловолокно, пропитанная водой, теряет почти все свои изоляционные свойства. Изоляция труб из пенопласта в виде разъемных трубок также хорошо работает, если она защищена от солнечных лучей.

Гораздо труднее изолировать трубу, когда она проложена под землей. просто закапывать трубу в землю без изоляции — очень плохая практика, потому что влажная холодная почва является очень хорошим проводником тепла. Большинство утеплителей из пенопласта, например, из пенопласта, изготовлено из пенопласта с закрытыми порами, что означает, что он не пропитается водой и, следовательно, сохранит свои изоляционные свойства под землей.Если вам необходимо проложить трубу под землей, убедитесь, что земля остается как можно более сухой.

Напыляемая полиуретановая изоляция, обычно используемая на резервуарах, также может использоваться для изоляции подземных трубопроводов, поскольку она относится к типу с закрытыми ячейками. Чтобы использовать этот метод, вырывается траншея шириной от 4 до 6 дюймов и глубиной от 12 до 14 дюймов. Трубы опираются на 2 или 3 дюйма от дна, а в траншею распыляется от 4 до 5 дюймов изоляции, полностью окружая и покрывая трубы. После схватывания изоляции траншея засыпается грунтом.

Независимо от того, какой метод используется для изоляции трубы, важно не забыть изолировать обратную трубу, а также трубу, идущую к нагрузке. Несмотря на то, что большая часть тепла была удалена из возвратной воды, любая энергия, потерянная в трубе, должна быть восполнена. Для повышения температуры 1 фунта воды с 80 до 85 ° F требуется такое же количество тепла, как и для повышения температуры с 200 до 205 ° F.

Рисунок 4.Типовая схема мультизагрузочной системы.

Важной частью любой системы горячего водоснабжения является теплообменник или радиатор. Если его размер неверен или поток воздуха через него недостаточен, производительность системы может сильно пострадать.К счастью, теплообменники бывают разных размеров. Доступен широкий ассортимент коммерческих радиаторов, разработанных специально для систем горячего водоснабжения. Большинство из них могут работать при давлении воды от 50 до 60 фунтов на квадратный дюйм и имеют резьбовые фитинги для подключения к распределительной системе.

Очень подходящей альтернативой коммерческому радиатору является новый или подержанный автомобильный радиатор. Они доступны во многих различных размерах и могут быть куплены на большинстве складов и в пунктах снабжения запчастями.У многих дилеров есть новые радиаторы для старых автомобилей, которые они могут продать по сниженным ценам. Однако автомобильные радиаторы обычно не подходят для воды с давлением выше 15-20 фунтов на квадратный дюйм. Это ограничение не должно быть проблемой, если насос и распределительные трубы имеют правильный размер. Однако автомобильные радиаторы потребуют некоторых модификаций, включая закрытие заливных и переливных отверстий и изменение перехода от резинового шлангового фитинга к распределительной трубе.

Характеристики теплопередачи любого радиатора зависят от ряда факторов.Наиболее важными являются скорость потока и температура водяных и воздушных потоков. Как правило, чем больше разница температур между водой и воздухом, тем быстрее передается тепло. Кроме того, чем больше воды и воздуха проходит через радиатор, тем больше передается тепла. Также важны такие факторы, как конструкция радиатора, количество и расположение ребер, а также материал, из которого изготовлен радиатор. Например, в типичных условиях эксплуатации многие коммерческие теплообменники, разработанные специально для горячего водоснабжения, производят около 20 000 БТЕ в час на каждый квадратный фут площади поверхности.

Поскольку большинство радиаторов имеют схожие характеристики теплопередачи, решающим фактором при определении мощности является их физический размер. Испытания показали, что автомобильные радиаторы могут передавать от 16 000 до 20 000 БТЕ в час на квадратный фут поверхности лица (от 140 ° F воды до 70 ° F воздуха). Например, радиатор размером 1 ¹ ⁄ ₂ футов шириной и высотой 2 фута имеет площадь 3 квадратных фута. Таким образом, он может передавать от 48 000 до 60 000 БТЕ в час.

Управление системой горячего водоснабжения довольно простое.Обычно они состоят из термостата, подключенного к реле, которое управляет отдельным насосом для каждой нагрузки. Электродвигатель вентилятора, который продувает воздух через радиатор, также может быть подключен к тому же реле, поскольку он не должен работать при выключенном насосе. Такое расположение позволяет управлять каждой нагрузкой независимо. В некоторых системах насосу разрешается работать непрерывно, а вентилятор управляется термостатом.

Для большинства крупных систем требуется вытяжной вентилятор, как описано ранее, для обеспечения надлежащего сгорания.Вытяжной вентилятор обычно работает всякий раз, когда в топке возникает пожар. Когда нет огня, он не должен работать, и его можно отключить вручную. Однако этот механизм не работает, когда систему топят, а затем оставляют без присмотра на длительное время, например, на ночь. Когда поле израсходовано, вентилятор продолжит работу, втягивая холодный воздух через пожарные трубы и, таким образом, охлаждая воду. Важно помнить, что дымовые трубы являются теплообменниками, и что тепло будет течь от горячей воды к охлаждающим трубам, а также наоборот.Одним из решений является установка термостата в дымовой трубе, чтобы останавливать вентилятор, когда температура падает примерно до 200 ° F, то есть когда в воду больше не поступает тепло. Может потребоваться ручное управление, чтобы разжечь огонь, когда система остыла.

Древесина — отличное топливо. По сравнению с большинством других видов топлива оно недорогое, его довольно легко хранить, его можно использовать в различных формах и размерах, и оно широко распространено в Северной Каролине.По оценкам, в этом штате в качестве топлива доступно более 14 миллионов тонн древесины в год.

Древесина, хотя и является хорошим топливом, имеет недостатки. Он содержит меньше энергии на фунт, чем большинство других видов топлива. Количество полезной энергии в образце древесины может широко варьироваться в зависимости от содержания влаги и породы.

Растущее дерево обычно наполовину состоит из воды. Когда дерево спиливается, древесина начинает терять влагу в окружающий воздух. Древесина, которая была свежесрезана и содержит высокий процент влаги, часто называется древесиной зеленая .После того, как древесина высохла в течение определенного периода времени (обычно несколько месяцев или более, она называется выдержанной или сухой древесиной. По мере того, как древесина теряет влагу, ее влажность постепенно приближается к содержанию влаги от 12 до 15 процентов. Это значение называется равновесное содержание влаги (EMC). Фактический процент определяется долгосрочным усреднением температуры и относительной влажности воздуха, окружающего древесину. Хотя было бы желательно, но нецелесообразно удалять всю воду из дрова.

Влажность топливной древесины обычно выражается в процентах от общей сырой массы. Например, если определенный кусок дерева весит 7 фунтов 6 унций (118 унций), но после сушки кости весит всего 5 фунтов 4 унции (84 унции), исходное содержание влаги в древесине выражается следующим образом:

118-84 = 34 унции воды

34 ÷ 118 = 0,288 или 28,8 процента

Это означает, что вода составляла 28,8% от веса влажной древесины.Содержание влаги, выраженное в процентах от сырого веса, часто обозначается сокращенно m.c.w.b. (влажность, влажная основа).

Эффективное теплосодержание древесного топлива снижается за счет содержащейся в нем влаги двумя способами. Во-первых, чем больше воды в данном куске дерева, тем меньше в нем древесины. Во-вторых, часть топлива, содержащегося в древесине, используется для испарения воды при сжигании древесины. Приблизительно 1000 БТЕ тепловой энергии требуется для испарения каждого фунта воды в древесине.Кусок дерева содержит одинаковое количество энергии, независимо от того, является ли он зеленым или сухим. Однако зеленая древесина плохо горит, потому что часть энергии уходит на испарение лишней воды. В таблице 7 приведена чистая энергетическая ценность (теплотворная способность) древесины при различной влажности.

**Таблица 7. Энергетическая ценность древесины при различной влажности.**
Влагосодержание во влажном состоянии (в процентах)	Теплотворная способность (БТЕ на фунт)	Вес (фунтов на шнур)
0	8,600	2,960
5	8,120	3,116
10	7,640	3 289 90 4 15
15 (правильно приправленный)	7,160	3 482 90 415
20	6 680 90 4 15	3,700
25	6200	3 947 90 4 15
30	5,720	4 229 90 4 15
40	4,760	4 933 90 4 15
50 (зеленый)	3,800	5,920

Обратите внимание, что правильно выдержанная древесина имеет на 88 процентов более высокую теплотворную способность (по весу), чем зеленая древесина.Также обратите внимание, что зеленая древесина весит почти вдвое больше, чем выдержанная древесина. Кусок зеленого дерева весом в 1 фунт весит всего 0,59 фунта после выдержки. Кусок дерева, сгоревший в «зеленом» состоянии, дает примерно половину тепла, чем при правильной выдержке. Вот почему очень важно правильно выдерживать дрова. Для древесины, оставленной в виде цельного бревна, диаметром 12 дюймов или меньше, может потребоваться целый год, чтобы приправить ее должным образом. В идеале древесину, которая будет использоваться зимой, следует заготавливать предыдущим летом и дать ей высохнуть.Таким образом, древесина сушится за счет летнего тепла, а не за счет части энергии, содержащейся в самой древесине. Конечно, древесина, которой разрешили сезон, высохнет намного быстрее, если ее расколоть и хранить под навесом.

Плотность

Опыт показал, что дуб лучше для обогрева древесины, чем сосна, потому что дуб намного плотнее. Кубический фут сушеного на воздухе дуба весит около 42 фунтов, тогда как кубический фут сушеного на воздухе сосны лоблолли весит около 32 фунтов. Таким образом, дуб примерно на 32 процента плотнее сосны, а дубовый шнур обычно содержит на треть больше энергии, чем сосновый шнур.Это важное соображение, поскольку дрова обычно покупаются и продаются за шнур, который является мерой объема, а не веса. Важно помнить, что почти все породы древесины содержат примерно одинаковое количество энергии. Вы получаете больше фунтов древесины — и, следовательно, больше тепловой энергии — в веревке из более плотной древесины.

Другие виды топлива

Очень широко распространено мнение, что некоторые мягкие породы древесины, такие как сосна, производят больше смолы или креозота, чем лиственные породы.Многочисленные тесты показали, что это не так. Фактически, недавние испытания не показали заметной разницы в выходе смолы между сосной и дубом. При правильном обжиге древесины не должно образовываться смолы.

Помимо более традиционных видов древесного топлива, таких как щепа и дрова, колотые или круглые, могут быть доступны древесные отходы. Это могут быть древесные отходы мебельных заводов или обрезки пиломатериалов со строительных площадок или сносов. Все эти породы дерева подходят для использования. Однако следует помнить одну очень важную вещь: ни в коем случае нельзя сжигать обработанную древесину.Древесина, обработанная креозотом из каменноугольной смолы, например железнодорожные шпалы или опоры, сильно горит и выделяет густой черный токсичный дым. Древесина, обработанная такими соединениями, как хромированный арсенат меди (CCA), обычно имеет зеленовато-желтый или коричневый цвет и при горении выделяет очень токсичный дым. Обработка или вдыхание золы пиломатериалов, обработанных CCA, может вызвать острое отравление. Даже относительно небольшое количество обработанной древесины, смешанной с необработанной древесиной, может вызвать серьезные проблемы. Будьте осторожны и знайте, какой вид топлива вы используете.

Сравнение стоимости топлива

Сравнение древесины и мазута № 2 показывает, что энергосодержание различных видов топлива, обычно называемое удельной энергией, может широко варьироваться. Например, мазут номер 2 содержит около 19 000 БТЕ на фунт, тогда как сухая древесина содержит около 8 600 БТЕ на фунт. В пересчете на фунт за фунт мазут имеет более чем в два раза больше энергии, чем древесина. Однако сравнение удельной энергии древесины и мазута говорит только об этом.

При цене 1 доллар за галлон фунт мазута стоит около 13 центов. При цене 40 долларов за шнур фунт древесины белого дуба стоит менее одного цента. Таблица 7 показывает, что фунт правильно выдержанной древесины содержит около 7 160 БТЕ.

Следующие расчеты сравнивают эти виды топлива на основе стоимости на миллион БТЕ:

Мазут: 0,13 доллара за фунт ÷ 9000 БТЕ / фунт x 1000000 = 6,84 доллара за миллион БТЕ

Древесина: 0,008 долл. США / фунт ÷ 7 160 БТЕ / фунт x 1000000 = 1,12 долл. США за миллион БТЕ

Эти расчеты показывают, что стоимость мазута более чем в шесть раз превышает стоимость древесины, необходимой для производства того же количества тепла.Таким образом, древесина имеет большое преимущество в стоимости по сравнению с большинством других видов топлива.

Возражения против использования древесины в качестве источника энергии обычно связаны с удобством. В очень холодную погоду большинство систем горячего водоснабжения, работающих на древесном топливе, необходимо топить хотя бы один раз за ночь. Конечно, есть недостатки в том, чтобы вставать в 2 часа ночи, чтобы запустить систему. С другой стороны, использование дерева определенно дает преимущество в стоимости.

При рассмотрении системы горячего водоснабжения, работающей на древесном топливе, не следует упускать из виду два других важных сравнения.Один из них — системные затраты, а другой — эффективность. Стоимость установки системы правильного размера зависит от индивидуальных потребностей. Например, большинство нефтегазовых систем рассчитаны на индивидуальные теплицы и устанавливаются в них, тогда как одна большая система горячего водоснабжения может вместить множество теплиц или несколько помещений для сушки табака вместе с другими зданиями и жилым помещением.

Второй аспект, который следует учитывать, — это эффективность системы. Эффективность, которая обычно выражается в процентах, является мерой того, насколько хорошо система преобразует и доставляет химическую энергию, хранящуюся в топливе, в полезную тепловую энергию.Процентное соотношение описывает долю потребляемой энергии, которая фактически преобразуется и используется в качестве полезного тепла. Важно понимать, что общая эффективность также зависит от того, насколько хорошо система отводит тепло. Другими словами, недостаточно, чтобы система эффективно сжигала топливо, но тепло также должно доставляться с минимальными потерями к месту, где оно должно использоваться. В следующем примере показано, как рассчитывается общая эффективность:

Система водяного отопления на древесном топливе, как известно, сжигает 200 фунтов высушенной на воздухе древесины в час, за это время 2300 галлонов нагретой воды проходит через теплообменники теплицы с понижением температуры на 45 ° F.Температура воды в накопительном баке остается постоянной.

Энергетическая ценность высушенной на воздухе древесины составляет 7 160 БТЕ на фунт. Таким образом, энергия, выделяемая при сжигании 200 фунтов в час, составляет:

7160 БТЕ / фунт x 200 фунтов / час = 1432000 БТЕ / час

По определению 1 БТЕ — это количество тепловой энергии, необходимое для повышения температуры 1 фунта воды на 1 ° F. Один галлон воды весит 8,3 фунта; следовательно, тепловая энергия, отдаваемая системой, составляет:

2300 галлонов / час x 8.3 фунта / галлон x 45 ° = 859 050 БТЕ / час

Эффективность системы — это отношение выходной энергии к вложенной энергии:

Общий КПД, E = выход энергии системы ÷ вход энергии в систему

E = 859 050 / 1,432 000

E = 0,60 или 60%

Эти расчеты предполагают, что температура воды в резервуаре для хранения остается постоянной и что падение температуры на 45 ° F включает потери в трубопроводах, по которым вода идет в теплицу и из нее.

Без некоторых довольно сложных тестов очень сложно определить точную эффективность нагревательного устройства. Однако таблица 8 показывает, что типичная эффективность обычных систем отопления сильно различается.

При исследовании общей стоимости отопления с использованием различных видов топлива очень важно сравнивать эффективность системы, особенно если разница в стоимости на миллион БТЕ между двумя альтернативными видами топлива очень мала. Эффективность системы в меньшей степени влияет на то, какой выбор лучше, поскольку разница в стоимости между видами топлива увеличивается.В настоящее время существует значительная разница в стоимости между древесным топливом и другими широко используемыми видами топлива, чтобы сделать древесные системы рентабельными даже при довольно низкой эффективности. Очевидно, что при правильном проектировании для обеспечения максимальной эффективности использование деревянных систем будет дешевле.

**Таблица 8. КПД различных типов систем отопления.**
Тип системы	КПД (в процентах)
Электрический резистивный нагреватель	98
Обогреватель сжиженного или природного газа	75
Масляная печь	65
Система горячего водоснабжения на древесном топливе	60

Значения в таблице 9 основаны на эффективности, показанной в таблице 8, и на предположениях, что корд из выдержанной древесины весит 3492 фунта и содержит 7,160 БТЕ на фунт, мазут содержит 138000 БТЕ на галлон и что Сжиженный нефтяной газ содержит 86 000 БТЕ на галлон.Стоимость владения и эксплуатации различных систем не включена.

Таблица 9. Сравнение безубыточной стоимости древесного топлива по сравнению с мазутом и сжиженным газом с учетом относительной эффективности системы.
Расходы на топливо
Дерево (на шнур)	Мазут (на галлон)	Сжиженный газ (на галлон)
$ 10	0 руб.06	0,043 долл. США
20	0,12	0,086
30	0,18	0,129
40	0,24	0,172
50	0,30	0,215
60	0,36	0,258
70	0.42	0,301
80	0,48	0,344
100	0.60	0,430
140	0,84	0.602
180	1,08	0,774
200	1,20	0,860
250	1.50	1,075
300	1,80	1,290
400	2,40	1,720
500	3,00	2,150

Надеемся, что эта публикация помогла вам лучше понять, как работает правильно спроектированная система горячего водоснабжения, и определить, можете ли вы получить выгоду от ее установки.Если вы решите построить свою собственную систему, как это сделали многие, применение рекомендаций и процедур, приведенных в этой публикации, должно помочь вам построить высокоэффективную систему. Если вместо этого вы решите приобрести одно из имеющихся в продаже устройств, эта информация должна помочь вам выбрать лучшую систему для вашего приложения и эффективно управлять ею.

Для получения дополнительной информации о применении энергии на базе древесины см. Дополнительную публикацию AG-363, Руководство по использованию энергии на базе древесины для сельского хозяйства и малых коммерческих предприятий .Кроме того, вам могут быть полезны следующие публикации:

Информационное руководство по энергии древесины. Роли, Северная Каролина: Отдел энергетики, Министерство торговли Северной Каролины, 1982 г.

Энергия древесины для малой энергетики в Северной Каролине. Роли, Северная Каролина: Отдел энергетики, Министерство торговли Северной Каролины, 1978 год.

Руководство для лиц, принимающих решения по древесному топливу для малых промышленных потребителей энергии. Голден, Колорадо: Исследовательский институт солнечной энергии, 1980.

Древесина как энергия, Обзор вопросов сельского хозяйства № 5.Вашингтон, округ Колумбия: Национальная сельскохозяйственная библиотека, Министерство сельского хозяйства США, 1984.

Водонагреватель на дровах — 1 000 000 БТЕ в час.

Водонагреватель на дровах — 2 000 000 БТЕ в час.

Майк Бойет: Philip Morris Professor
Биологическая и сельскохозяйственная инженерия

р.В. Уоткинс: Профессор
Биологическая и сельскохозяйственная инженерия

Дополнительную информацию можно найти на следующих веб-сайтах NC State Extension:

Дата публикации: янв.1, 1995
AG-398

N.C. Cooperative Extension запрещает дискриминацию и домогательства независимо от возраста, цвета кожи, инвалидности, семейного и семейного положения, гендерной идентичности, национального происхождения, политических убеждений, расы, религии, пола (включая беременность), сексуальной ориентации и статуса ветерана.

Системы распределения тепла | Министерство энергетики

Паровое отопление — одна из старейших отопительных технологий.Процесс кипячения и конденсации воды в этом типе системы менее эффективен, чем в более современных системах, к тому же он обычно страдает значительным временем задержки между включением котла и теплом, поступающим в радиаторы. В результате паровые системы затрудняют реализацию стратегий управления, таких как система понижения температуры в ночное время.

В первых системах центрального отопления для зданий использовалось распределение пара, поскольку пар проходит по трубопроводу без использования насосов. Неизолированные паровые трубы часто отводят нежелательное тепло в незавершенные участки, что делает изоляцию труб из стекловолокна, которая может выдерживать высокие температуры, очень рентабельной.

Регулярное техническое обслуживание паровых радиаторов зависит от того, является ли радиатор однотрубной системой (труба, по которой подается пар, также возвращает конденсат) или двухтрубной системой (отдельная труба возвращает конденсат). В однотрубных системах на каждом радиаторе используются автоматические вентиляционные отверстия, которые стравливают воздух, когда пар заполняет систему, а затем автоматически закрываются, когда пар достигает вентиляционного отверстия. Забитое вентиляционное отверстие не даст перегреться паровому радиатору. Открытое вентиляционное отверстие позволяет пару постоянно выходить в жилое помещение, повышая относительную влажность и расходуя топливо.Вентиляционные отверстия иногда можно очистить путем их кипячения в растворе воды и уксуса; однако обычно их необходимо заменить.

Паровые радиаторы могут деформировать пол, на котором они находятся, а тепловое расширение и сжатие со временем могут оставлять в полу колеи. Оба эти эффекта могут вызвать наклон радиатора, что препятствует правильному сливу воды из радиатора, когда он остывает. Это вызовет стук при нагревании радиатора. Под радиаторами следует вставлять прокладки так, чтобы они слегка наклонялись к трубе в однотрубной системе или к конденсатоотводчику в двухтрубной системе.

В двухтрубных системах старые конденсатоотводчики часто застревают в открытом или закрытом положении, вызывая дисбаланс в распределительной системе. Если у вас возникли проблемы с некоторыми радиаторами, которые вырабатывают слишком много тепла, а другие — слишком мало, это может быть причиной. Лучше всего просто заменить все конденсатоотводчики в системе.

Паровые радиаторы, расположенные на внешних стенах, могут вызывать потерю тепла, излучая тепло через стену наружу. Чтобы предотвратить такие потери тепла, вы можете установить за радиаторами теплоотражатели.Отражатель должен быть направлен в сторону от стены и должен быть такого же размера или немного больше, чем радиатор. Периодически очищайте отражатели, чтобы обеспечить максимальное отражение тепла.

Системы водяного отопления: переход от гравитационных систем к системам с принудительной циркуляцией

Системы горячего водоснабжения долгое время были предпочтительным способом передачи тепла от центральной точки (бойлера) в удаленные помещения или комнаты, где требуется тепло. Первыми системами водяного отопления были гравитационные системы.Когда вода нагревается, она увеличивается в объеме; следовательно, он становится светлее и поднимается. Одновременно падает более холодная и тяжелая вода. Это принцип работы гравитационных циркуляционных систем. У гравитационных систем есть много достоинств, чтобы их порекомендовать. Они производят равномерное тепло, бесшумны, используют воду низкой температуры, надежны, очень эффективны и практически не требуют обслуживания. Во многих зданиях до сих пор используются гравитационные системы водяного отопления, некоторым из которых более 100 лет! Недостатки гравитационных систем: они требуют трубопроводов очень большого диаметра для подачи и возврата.Низкотемпературная вода обеспечивала скорость тепловыделения всего около 150 БТЕ на квадратный фут излучения в час. Следовательно, радиаторы должны были быть большими.

По мере роста затрат на рабочую силу и материалов установка гравитационных систем стала очень дорогой. Люди больше не будут терпеть большие громоздкие радиаторы, необходимые для гравитационных систем. Размещение 6-, 8- и даже 10-дюймовой трубы для магистральных сетей стало непомерно дорогим. Медленное время отклика гравитационной системы на изменение спроса также наносило ущерб.

Изобретение в 1929 году циркуляционных подкачивающих насосов преодолело все возражения гравитационных систем, сохранив при этом все преимущества отопления горячей водой. Подкачивающий насос настолько ускорил движение воды, что можно было использовать меньшее излучение, подаваемое по трубопроводу гораздо меньшего размера. Системы с принудительной циркуляцией позволяют проектировать с использованием более высоких температур воды, что приводит к более высоким уровням выбросов. Радиатор площадью 60 квадратных футов со средней температурой воды 170 ° F будет выделять тепло со скоростью 150 БТЕ на квадратный фут в час или 9000 БТЕ в час.Радиатор площадью 45 квадратных футов с температурой воды 197 ° F будет выделять 200 БТЕ на квадратный фут в час, производя те же 9000 БТЕ в час.

При использовании автоматических устройств зажигания и более точного управления использовались более высокие температуры воды без ущерба для передовых методов проектирования.

Энергия расходуется на перемещение воды по трубам, радиаторам, котлам и т. Д. Чтобы использовать экономию меньших труб и радиаторов в системах горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией, скорость воды должна быть выше, чем в гравитационных системах, чтобы выдерживать необходимую мощность в БТЕ. .Подкачивающий насос создавал напор, намного больший, чем в гравитационных системах, для достижения необходимых скоростей.

DP — это величина потери давления между любыми двумя точками в системе. Трение между внутренними стенками труб, радиаторов, бойлера и движущейся водой вызывает падение давления. В горизонтальной трубе, наполненной водой, в которой нет потока, давление во всех точках одинаковое. Начинается мгновенный поток, возникает трение, которое увеличивается прямо пропорционально скорости потока.Изменение DP можно рассчитать при увеличении или уменьшении скорости потока (галлонов в минуту). Разделите конечный GPM на начальный GPM и возведите результат в квадрат. Умножьте этот результат на исходный DP. Ответ — новый DP.

Пример:

Система с объемным расходом 3 галлона в минуту и DP 5 фунтов. необходимо увеличить до 6 галлонов в минуту. Каким будет новый ДП? (Это необходимо знать, чтобы правильно выбрать подкачивающий насос.)

20 фунтов.это новый DP. (Скорость в футах в секунду также может использоваться в этой формуле.)

Напор используется для обозначения производительности подкачивающего насоса. Это способ описания DP. Максимальный «напор» насоса на самом деле является максимальным D P, против которого насос может вызвать поток воды. Напор часто выражается в «футах водяного столба». Только трение в системе ограничивает производительность насоса. Это значение называется «напор».

Должно быть достаточно мощности, чтобы преодолеть DP системы и обеспечить расчетный галлон в минуту.Это означает, что DP каждой составной части системы должен быть известен при проектировании GPM.

Подкачивающий насос обеспечивает мощность. Производители насосов публикуют значения DP и GPM или диаграммы для своих насосов. Данные могут быть выражены в фунтах на квадратный дюйм, футах водяного столба или милах. Эти цифры легко поменять местами.

1 фунт / кв. = 2,31 фута воды

1 фут воды = 0,43 фунта / кв. дюйм

1 фут воды = 12000 мил дюймов

Статическое давление не следует путать с давлением напора.Они представляют собой совершенно разные давления и не имеют никакого отношения друг к другу. Статическое давление создается за счет веса воды в системе. Не влияет на производительность насоса. Чтобы проиллюстрировать статическое давление, представьте замкнутую систему горячего водоснабжения как вертикальный водяной контур. См. Рисунок 1. Если манометр 3 находится на высоте 40 футов над котлом, а контур полностью заполнен водой, но не находится под давлением, манометр 3 покажет 0 фунтов на кв. Дюйм. Манометры 1 и 5 расположены на высоте 10 футов над котлом, манометры 2 и 4 — на 20 футов выше котла.При выключенном насосе давление в вертикальной трубе «A» идентично давлению в вертикальной трубе «B».

Рисунок 1.

Если все манометры имеют шкалу в фунтах на кв. Дюйм, манометры 1 и 5 будут показывать 12,9 фунта на квадратный дюйм (30 футов воды выше них, а фут воды равен 0,43 фунта), манометры 2 и 4 — 8,6 фунта на квадратный дюйм. Манометр на котле покажет 17,2 фунта на квадратный дюйм.

Хорошей практикой является создание давления в замкнутой системе, особенно если расчетная температура воды близка или выше точки кипения воды при атмосферном давлении.Дополнительные 4 фунта на квадратный дюйм — это рекомендуемое минимальное дополнительное давление, добавляемое к статическому давлению, необходимому для подачи воды в верхнюю точку системы. На нашей иллюстрации датчик 3 показывает 4 фунта на кв. Дюйм. а все остальные приборы покажут на 4 фунта больше. Дополнительное статическое давление одинаково увеличивается по всей системе.

Стоит повторить еще раз. Не путайте статическое давление с давлением головы. Эти два термина часто используются неправильно. Одно не имеет ничего общего с другим!

Что произойдет с нашей системой, показанной на Рисунке 1, если после заполнения до надлежащего статического давления мы включим насос? Может, ничего; может быть много шума!

Перед выбором насоса нам необходимо знать расчетный расход и расчетное давление напора.Насос должен иметь дело только с потерями на трение, DP, развиваемыми при необходимой скорости потока, галлонов в минуту.

Предположим, наша система была разработана для циркуляции 10 галлонов в минуту при давлении напора 6 футов. Проконсультируясь с таблицами производителя насосов, можно выбрать правильный насос. См. Рисунки 2 и 3. Это «кривые» для некоторых насосов B и G. Введите диаграммы либо на стороне «общий напор в футах», либо на стороне «пропускной способности в галлонах в минуту». Отметьте пересечение линий GPM и головы. Выберите насос, ближайший к этому перекрестку, но над ним.На нашей иллюстрации насосом может быть SLC-30 (Рисунок 2) или серия 100 (Рисунок 3).

Рисунок 2.

Рисунок 3.

Если бы потребовался насос для подачи 80 галлонов в минуту при напоре 25 футов, правильным выбором был бы PD38 (Рисунок 3).

Примечание: Не увеличивайте размер насоса слишком сильно. Если размер насоса недостаточен, это приведет к плохой циркуляции или ее отсутствию, а завышение размера приведет к шуму скорости и избыточной кавитации.Кавитация скоро приведет к выходу насоса из строя. Небольшое увеличение скорости потока предпочтительнее уменьшения скорости потока ниже проектных спецификаций.

Системы горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией подразделяются на одно- или двухтрубные. Эти классификации далее подразделяются на системы с прямым и обратным возвратом. Рисунки 4, 5, 6 и 7 иллюстрируют эти классы систем.

Рисунки 4, 5, 6 и 7

На Рисунке 4 показана система с «двухтрубным прямым возвратом».Обратите внимание, что горячая вода, подаваемая в первый радиатор, также первой возвращается в котел. Это происходит по контуру, так что последний радиатор последним возвращает более холодную воду в котел. Ближайшие к котлу радиаторы имеют тенденцию к короткому замыканию воды, поэтому более удаленные агрегаты не могут обеспечить надлежащую циркуляцию. Эта система должна быть установлена с использованием балансировочных клапанов и тщательно сбалансирована. На рис. 5 показана система «двухтрубного обратного возврата».Эта система рекомендуется при проектировании двухтрубных систем. Ее установка дороже, поскольку требуется больше трубопроводов, чем двухтрубная система прямого возврата, но она работает намного лучше. В этой системе первый радиатор, на который подается горячая вода, имеет самый длинный возврат, а последний радиатор, на который подается горячая вода, имеет самый короткий возврат. Эта система имеет тенденцию уравновешивать себя до тех пор, пока капли подачи и возврата имеют одинаковый размер и длину.

Рисунок 6, система «последовательного контура» — самая дешевая в установке.Он просто состоит из прокладки трубы в каждый радиатор и из него, что делает радиаторы частью контура трубопровода. Длина и размер последовательной петли очень важны. Из-за падения давления и температуры в последовательном контуре его длина ограничена.

Петли серии

должны быть тщательно спроектированы. Когда вода проходит через каждую часть излучения, она охлаждается. По мере прохождения воды по контуру в каждый последующий радиатор подается более холодная вода, и, следовательно, скорость его выброса снижается.Если разработчик системы принимает во внимание все факторы, последовательные циклы могут быть эффективными.

На рис. 7 представлена система, использующая отводные тройники, часто называемые однопоточной или «монопоточной» системой. Горячая вода отводится в радиаторы с помощью специально разработанных тройников Вентури, а более холодная вода возвращается в ту же трубу, которая служит как подающей, так и обратной магистралью. Эта система сочетает в себе эффективность двухтрубных систем с низкой стоимостью установки последовательной петлевой системы.Тройники Monoflo могут быть как входными, так и обратными. См. Рис. 8. Подающий тройник ограничивает поток воды, в результате чего часть воды поднимается вверх по стояку. Возвратный монофлок приводит к увеличению скорости основной подаваемой воды по мере прохождения потока через сопло. Это увеличение скорости приводит к тому, что область пониженного давления вокруг сопла и возвратных стояков «засасывает» воду обратно в магистраль (эффект Бернулли).

Рисунок 8.

Для радиаторов выше основного с нормальным сопротивлением необходимо использовать только один тройник для каждого радиатора, обычно используемый на обратной стороне.

Для радиаторов с высоким сопротивлением или если радиаторы находятся ниже основного, необходимы как подающий, так и обратный монофлоки.

Рисунок 9.

На рисунке 9 показана система излучающего панельного отопления. В этой системе змеевики труб закапываются в потолок, пол или стены, превращая потолок, пол или стену в радиатор, излучающий лучистое тепло в комнату. Особое внимание следует уделить конструкции системы излучающих панелей. Из-за небольшого размера трубки перепад давления велик, а длина контура имеет решающее значение.Используются коллекторы с балансировочными кранами. Системы излучающих панелей — самые дорогие в установке системы из всех систем горячего водоснабжения, но они являются самыми тихими, чистыми и удобными из всех систем.

Для правильной работы системы водяного отопления с принудительной циркуляцией необходимы специальные приспособления и аксессуары.

Начиная с подачи холодной воды, для снижения давления воды на входе в систему до рабочего давления устанавливается «подающий клапан», который фактически является клапаном понижения давления.Он используется для первоначального заполнения системы и будет добавлять воду, когда давление в системе упадет ниже настройки клапана. Стандартная заводская настройка обычно составляет 12 фунтов. Этот параметр является правильным для статической высоты примерно до 18 футов, что подходит для большинства двухэтажных зданий. Для более высоких статических напоров клапан можно отрегулировать до 25 фунтов. Доступны клапаны, которые можно регулировать до 60 фунтов. Все редукционные клапаны B&G имеют встроенный сетчатый фильтр и обратный клапан. Многие из них могут быть оснащены функцией быстрого заполнения, позволяющей быстро заполнить систему на начальном этапе или после того, как система была слита для ремонта.(В то время как большинство редукционных клапанов подачи котла подаются слишком медленно, чтобы их можно было использовать на сантехнической арматуре, редукционные клапаны высокого давления моделей 6 и 7 B&G можно использовать для защиты сантехнической арматуры от чрезмерного давления в трубопроводе.)

Компрессионный или расширительный бак предназначен для компенсации колебаний объема воды в замкнутой системе.

Вода расширяется при нагревании прямо пропорционально изменению ее температуры до точки насыщения или кипения. Компрессионный бак действует на систему как пружина, постоянно поддерживая в ней давление.Если резервуар слишком мал или становится заболоченным, предохранительный клапан открывается, когда котел нагревается и сливает воду. Когда цикл нагрева закончится, вода остынет, давление в системе упадет, подающий клапан откроется и будет подавать воду до тех пор, пока давление в системе не вернется к «нормальному». При следующем запросе тепла вода снова расширится, что приведет к открытию предохранительного клапана. Цикл будет повторяться снова и снова, пока не будет заменен слишком маленький резервуар, не будет добавлен другой расширительный резервуар или пока затопленный резервуар не будет опорожнен и должным образом заполнен правильным количеством воздуха и воды.

Объем и температура воды в системе определяют размер бака. Если резервуар слишком большой, повышения давления в системе может быть недостаточно, поскольку система нагревается и приближается к кипению, особенно в верхней точке системы, где существует низкий статический напор. Правильный размер компрессионного бака очень важен для безотказной работы системы, будь то предварительно заправленный бак с баллоном, разделяющим воду и воздух, или стандартный расширительный бак.

Подобрать размер расширительного бачка — утомительная задача.Предполагая, что компрессионный бак будет должным образом оборудован фитингом компрессионного бака, чтобы в баке не происходило повышение температуры системы, для определения размера компрессионного бака можно использовать следующую формулу:

VT = Размер бака сжатия в галлонах

VS = Объем системы в галлонах

EW = Устройство расширения воды

EW-EP = Устройство расширения системы

PA = Атмосферное давление в фунтах на квадратный дюйм, абсолютное

PF = Начальное давление в баллоне в фунтах на квадратный дюйм, абсолютное

PO = Конечное давление в баллоне, абсолютное давление в фунтах на квадратный дюйм

.02VS = Воздух, выходящий из новой системной воды при нагреве, 2% от объема воды.

Легко! Просто введите все числа и решите формулу. Правильный размер бака!

Есть способ попроще. Это не так точно, но будет достаточно.

Во-первых, необходимо знать объем воды в системе. Это можно оценить с помощью таблицы A. Введите таблицу A в столбец MBH, ближайший к номинальной мощности котла. Затем прочитайте и сложите галлоны воды для каждого состояния системы.Например: Система состоит из обычного бойлера мощностью 150 000 БТЕ, плинтуса из медных оребренных труб и двухтрубной системы трубопроводов.

Бойлер = 36 галлонов

Плинтус из цветных металлов = 5,5 галлона

Двухтрубная система = 34 галлона

Всего = 75,5 галлонов воды в системе

Таблица A.

Затем определите «среднюю расчетную температуру воды».Это просто среднее значение расчетных температур подачи и возврата. Если наивысшая расчетная температура составляет 190 ° F и для расчета использовалось падение температуры на 20 ° F, очень распространенное значение DT, 180 ° F, является средней расчетной температурой воды. 190 + 170 ÷ 2 = 180. Введите Таблицу B в столбец «Объем воды в галлонах» и перейдите к ближайшему объему, найденному для системы. В нашем примере это 80. Перейдите к числу, указанному в столбце средней расчетной температуры. В нашем примере это 8. 8 — это размер в галлонах расширительного бачка для нашей примерной системы.Обратите внимание, что наш выбор был основан на давлении наполнения 12 фунтов и установленном предохранительном клапане 30 фунтов, или на 18 фунтах допустимого повышения давления в системе. Для других условий необходимо применить поправочные коэффициенты к резервуару, выбранному из таблицы B.

Таблица B.

Если бы наше давление наполнения составляло 18 фунтов. с 30-фунтовым предохранительным клапаном нам потребуется использовать Таблицу C, чтобы скорректировать размер резервуара. Войдите в Таблицу C в разделе «Начальное давление …». колонке и спуститесь до ближайшего значения для заправочного клапана.Перейдите к коэффициенту, находящемуся под столбцом, представляющим настройку предохранительного клапана, 30 фунтов, минус настройку наполнительного клапана, 18 фунтов, или 30-18 = 12. Коэффициент равен 1,94. Умножьте размер резервуара, указанный в таблице B, на 1,94, чтобы получить скорректированный размер резервуара 8 x 1,94 = 15,52. Используйте ближайший коммерчески доступный резервуар. В данном случае это бак B&G на 15 галлонов.

Многие системы заполнены смесью антифриза и воды. Расширение смеси гликоля и воды больше, чем расширение одной воды.В таблице D показан поправочный коэффициент для смеси гликоль / вода. Если наша примерная система была заполнена 50% смесью гликоля и воды, множитель поправочного коэффициента мог бы быть 1,6 или 1,5, так как наша максимальная расчетная температура составляла 190 ° F. Если умножить размер резервуара 15,52 галлона на 1,5 или 1,6, получится резервуар объемом 23,28 или 24,83 галлона, то есть резервуар на 24 галлона является коммерчески доступным размером.

Таблица D.

Все эти цифры основаны на использовании стандарта A.S.M.E. бак сжатия, то есть бак без баллона. Сегодня доступно множество расширительных баков с предварительной заправкой и баллоном, разделяющим воздух и воду. Основная формула для определения размеров этих резервуаров такая же, но необходимо сделать поправку на «приемочный объем». Другие факторы влияют на установку и размер этих типов резервуаров, но, поскольку компания Climatic Control на данный момент не продает их, в этой статье не будут подробно рассказываться о размерах резервуаров. Желающие могут запросить бюллетень B&G TEH-981 у Hydro-Flo для обсуждения резервуаров под давлением.

Расширительный бак должен быть единственным воздушным пространством в системе. Воздух абсорбируется водой, поэтому необходимы некоторые средства предотвращения самотечной циркуляции более холодной воды, содержащей воздух в резервуаре, в систему, не ограничивая прохождение свободного воздуха из системы в резервуар. B&G ATF представляет собой такое устройство для резервуаров диаметром до 24 дюймов, а ATFL — для резервуаров большего размера. При холодной заливке компрессионный бак должен быть на 2/3 заполнен водой и на 1/3 — воздухом. Для этого можно обрезать вентиляционные трубки ATF и ATFL даже на баках, оборудованных смотровым окном.

Идеальное место для отделения воздуха от воды в системе — точка максимальной температуры и самой низкой скорости. Эти параметры в котле соблюдаются.

Арматура верхнего выпуска ABF

B&G, установленная в верхней части котла, отлично справляется с удалением пузырьков воздуха из верхней части котла и передачей их в расширительный бак. В этом случае вода без пузырьков может циркулировать по системе. Компания B&G раньше делала ABFSO, бойлер с боковым выходом Airtrol, но больше не производит их.Бойлер Airtrols с боковым выходом не работал так хорошо, как верхний выход, и спрос на них упал до такой степени, что дальнейшее производство фитингов Airtrol с боковым выходом стало невозможным.

Воздухозаборники, такие как B&G IAS, входят в линейные воздухоотделители. Они работают по принципу, что воздух легче воды движется по верхней части горизонтальной трубы. Когда воздух попадает в воздухозаборник, пузырьки воздуха собираются перегородками в воздухозаборнике и поднимаются в верхнюю камеру.Там воздух может быть выпущен, если используется расширительный бак баллонного типа, или подключен к стандартному расширительному бачку для сбора воздуха.

Удаление воздуха из системы, за исключением расширительного бачка, имеет первостепенное значение. Необходимо удалить воздух из системы, иначе может произойти шумная работа и даже полная блокировка циркуляции. Вентиляционные отверстия должны использоваться на всех высоких точках системы. Это единственный способ полностью выпустить весь воздух при первоначальном заполнении системы. Так называемые «продувочные и сливные» клапаны не работают достаточно хорошо, чтобы удалить весь воздух, и ничего не делают с накопившимся воздухом после того, как система работает.

Существует два основных типа вентиляционных отверстий: автоматические и ручные. Автоматические вентиляционные отверстия бывают двух типов. Тип поплавка и тип фибрового диска. Поплавковые вентиляционные отверстия имеют поплавок, прикрепленный к клапану, и все они заключены в оболочку. Когда корпус наполнен водой, поплавок удерживает клапан закрытым. Когда в оболочке накапливается достаточно воздуха, поплавок опускается, открывая клапан, и воздух выходит, пока вода снова не заполняет оболочку, закрывая клапан. По мере накопления воздуха цикл повторяется.

Поплавковые вентиляционные отверстия работают хорошо и служат долго.К сожалению, даже самое маленькое вентиляционное отверстие может оказаться слишком большим, чтобы поместиться внутри крышек плинтуса с ребристыми трубами.

Автоматические вентиляционные отверстия с фибровым диском физически очень малы, того же размера, что и ручные вентиляционные отверстия для «незакрепленных ключей» или «монет». В них используются специальные диски, которые разбухают при попадании на них воды. По мере того, как воздух накапливается и заменяет воду вокруг дисков, диски высыхают, сжимаются и открывают небольшое вентиляционное отверстие. Воздух выпускается, вода снова достигает дисков, и цикл повторяется — какое-то время. Автоматические вентиляционные отверстия с фибровыми дисками склонны к быстрому отказу, например, заеданию или постоянному стеканию воды.

Лучшие вентиляционные отверстия — это ручные вентиляционные отверстия, называемые отверстиями под ключ или монетными отверстиями. Отверстия для монет можно открывать или закрывать с помощью десятицентовика или небольшой отвертки. Вентиляционные отверстия с незакрепленным ключом требуют небольшого ключа, чтобы открывать или закрывать их. Любой из них — это всего лишь небольшой игольчатый клапан с металлическим седлом. Помимо того, что они практически неразрушимы, они дешевы! Единственный их недостаток — их нужно открывать и закрывать вручную. Если скапливается воздух, кто-то должен его выпустить. Если система оборудована ручными вентиляционными отверстиями, рекомендуется не реже одного раза в год открывать каждое вентиляционное отверстие, чтобы позволить любому скопившемуся воздуху выйти.

Большинство проблем с воздухом можно устранить путем тщательного проектирования, хорошего обслуживания и правильного первоначального запуска системы. Наиболее часто упускаемая из виду часть системы принудительного горячего водоснабжения — это правильный запуск.

После того, как система установлена, промыта и заполнена до надлежащего статического напора, котел следует запустить и медленно нагреть до температуры воды не менее 225 ° F и выдержать в таком состоянии примерно полчаса. Это высвободит увлеченный воздух из воды и направит его в расширительный бак.Чем горячее вода, тем больше воздуха она выделяет. Циркуляционный насос (ы) должен быть выключен во время этого начального нагрева. Теперь дайте котлу остыть до нормальной рабочей температуры, запустите все циркуляторы и откройте все клапаны зон, если они используются. Снова увеличьте температуру воды как минимум до 225 ° F и прокачивайте всю воду в течение 15–30 минут. Это вытеснит большую часть воздуха из пресной воды, и пока в системе нет утечек, проблемы с воздухом будут предотвращены. Каждый раз, когда система опорожняется, например, при ремонте, и снова заполняется, процедура запуска должна повторяться.

Рисунок 10.

На Рисунке 10 представлена типовая котельная установка со стандартным расширительным баком. Подача холодной воды всегда должна поступать в систему в баке сжатия, чтобы любой увлеченный воздух немедленно попадал в бак.

Рисунок 11.

На рис. 11 показана система с расширительным баком под давлением или баллоном. Обратите внимание на встроенный воздушный сепаратор, который используется с поплавковым клапаном. Flo-регулирующие клапаны или flochecks — это клапаны специальной конструкции, похожие на поршневые клапаны, которые останавливают гравитационную циркуляцию в системе принудительного горячего водоснабжения, чтобы предотвратить перегрев, когда циркуляционный насос (-ы) выключен.Клапаны управления потоком B&G SA оснащены ручным открывателем для обеспечения гравитационной циркуляции в аварийной ситуации, если насос выйдет из строя. Несмотря на то, что трубы системы горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией имеют небольшие размеры, гравитационная циркуляция может быть весьма эффективной для сохранения тепла, если это необходимо.

Каждый водогрейный котел должен иметь предохранительный клапан, который будет поддерживать давление на уровне рабочего давления котла или ниже.

A.S.M.E. Кодекс (Американского общества инженеров-механиков) гласит: «Каждый водогрейный водогрейный котел должен иметь по крайней мере один официально установленный предохранительный клапан для сброса давления на уровне или ниже максимально допустимого рабочего давления котла.Предохранительные клапаны должны быть подключены к верхней части котла с вертикальным шпинделем, если это возможно. Между предохранительным клапаном и котлом или на сливной трубе между таким клапаном и атмосферой не должно быть никаких запорных устройств любого описания ».

Предохранительный клапан должен удовлетворительно работать в двух условиях. Он должен сбрасывать давление за счет выпуска воды из-за теплового расширения и сброса давления за счет выпуска пара. Слив воды обычно является признаком переувлажнения расширительного бака или неисправного заправочного клапана.Диагностировать несложно. Если статическое давление холодного наполнения быстро увеличивается до уставки давления предохранительного клапана при розжиге котла, резервуар забивается водой. Слейте воду и заново наполните расширительный бачок до необходимого уровня воды и воздуха. Слишком маленький расширительный бачок для системы может показывать аналогичные симптомы. Если вы подозреваете, что резервуар слишком мал, пересчитайте размер резервуара и либо добавьте еще один резервуар, либо замените существующий резервуар на резервуар подходящего размера. Отверстие в расширительном бачке быстро приведет к его заболачиванию.Опять же, он наполнится водой и протечет. Расширительные баки в системах горячего водоснабжения не потеют, поэтому любая капля воды из расширительного бака свидетельствует о негерметичности бачка. Неисправный или негерметичный заправочный клапан приведет к чрезмерному увеличению статического давления заправки в холодной системе.

Выпуск пара через предохранительный клапан является аварийным состоянием и предъявляет критические требования к клапану. Каждый раз, когда температура воды в бойлере составляет около 212 ° F или выше, и предохранительный клапан срабатывает, внезапное падение давления заставляет воду вспыхивать и превращаться в пар.Емкость предохранительного клапана должна справиться с этим. Существует огромная разница между выпуском воды и выпуском пара. Фунт воды занимает 27,7 кубических дюйма пространства. Фунт пара при атмосферном давлении занимает 26,8 кубических футов! В 1600 раз больше места, чем воды! Таким образом, A.S.M.E. предохранительный клапан испытан и рассчитан на работу с паром, хотя это клапан для водогрейного котла.

Предохранительные клапаны подходящего размера должны выдерживать полную мощность котла. Предохранительные клапаны водогрейного котла рассчитываются в БТЕ в час при определенном номинальном давлении.Пока этот рейтинг соответствует или превышает номинальную мощность горелки, предохранительный клапан будет достаточно большим для котла. Чтобы облегчить выбор клапана, производители предохранительных клапанов печатают диаграммы, показывающие их пропускную способность при различных настройках давления. См. Рисунок 12.

Рисунок 12.

Двойные блоки, блоки, в которых сочетаются наполняющий клапан и предохранительный клапан, не соответствуют нормам.

Большинство производителей котлов теперь рекомендуют устанавливать на водогрейные котлы отсечки по низкому уровню воды.Это требуется по многим местным нормам. Несмотря на то, что котел может быть защищен от взрыва, потому что он имеет A.S.M.E. предохранительный клапан, сухой огонь все еще может его испортить. Большинство повреждений водогрейного котла связано с низким уровнем воды.

Существует неправильное представление о том, что редукционный клапан заполнения будет поддерживать систему заполненной при любых обстоятельствах. Это неправда. Чтобы проиллюстрировать проблему, типичная система будет иметь редукционный клапан заполнения, установленный на величину от 12 до 18 фунтов, и предохранительный клапан, установленный на открытие при давлении 30 фунтов.и близко к 26 фунтам. Если предохранительный клапан открывается для слива воды из-за избыточного давления, очевидно, что клапан наполнения не восполнит потерю воды. Если подпиточная вода не восполняет потери через предохранительный клапан, это может привести к низкому уровню воды.

Есть много других причин, по которым система может потерять воду, что приведет к ее низкому уровню. Утечки в котле, трубопроводах или через уплотнения насоса. Небрежность, например, слить воду из бойлера для ремонта и забыть долить воду в систему, является еще одной распространенной причиной низкого уровня воды.Отключение при низком уровне воды спасет котел, поскольку не позволит горелке включиться до тех пор, пока не будет исправлен недостаток воды.

При определенных обстоятельствах отключение по низкому уровню воды может оказаться недостаточной защитой. Топливный клапан может открыться; контакты могут замкнуться при сварке из-за перегрузки или короткого замыкания, что сделает отключение по низкому уровню воды неэффективным. Лучшая рекомендация для охвата всех установок, чтобы обеспечить максимальную безопасность, — это использовать комбинированный податчик воды и ограничитель воды. Подающая часть обычно способна подавать воду в котел с такой скоростью, с какой она может быть выпущена через предохранительный клапан.Хотя комбинация отключения питателя увеличивает стоимость установки, по сравнению со стоимостью замены котла, это «дешевая» страховка. Помните, что коды — это минимальных требований , «как минимум», которые должны быть выполнены. Превышение требований кодекса — это всегда хорошая практика, особенно в том, что касается безопасности.

Хотя Climatic Control Company обычно не проектирует системы принудительного водяного отопления, знание того, что требуется, может помочь вам помочь клиенту найти проблему в проблемной системе, над которой он работает, и продать соответствующие устройства для устранения проблемы.

Основы водяных радиаторов

Основы радиаторов горячей воды

Гидравлическое тепло — один из самых эффективных способов обогрева здания. Он отличается высокой управляемостью, бесшумностью и поддерживает гораздо более стабильную температуру окружающей среды, чем системы центрального кондиционирования.

Детали радиатора горячей воды (гидроника)

Горячая вода поступает в радиатор через регулирующий клапан и выходит через запорный экран.При первоначальном заполнении воздух выпускается через спускной клапан, чтобы обеспечить полное заполнение радиатора водой. Удаление воздуха из радиатора не должно быть частой необходимостью (необходимость частого удаления воздуха из водяного радиатора является признаком проблемы в системе).

Регулирующий клапан пропускает воду в радиатор. Он может быть ручным или термостатическим. Термостатический клапан радиатора добавляет комфорта и контроля. Современная энергоэффективность TRV может дать значительную экономию на счетах за топливо.

Запорный экран используется для балансировки системы путем контроля воды, выходящей из радиатора, и, следовательно, сопротивления потоку.Балансировка радиаторов гарантирует, что самый дальний от котла радиатор достигает той же температуры, что и ближайший к нему.

Все наши водяные радиаторы стандартно поставляются со спускным клапаном. У нас также есть сливные клапаны для использования в проектах восстановления. Читайте про однотрубные паровые и двухтрубные паровые радиаторы.

Радиатор горячей воды с термостатическим регулирующим клапаном (внизу справа), запорным клапаном (внизу слева) и спускным клапаном (вверху справа). Центральная опора стены удерживает радиатор у стены.

Delta T, или влияние температуры воды на тепловую мощность радиатора

Дельта T, или ∆T, относится к разнице температур воды, циркулирующей в системе центрального отопления, и температуры окружающей среды. Если температура окружающей среды составляет 20ºC, а средняя температура воды внутри радиаторов составляет 70ºC, значение ∆T составляет 70–20 = 50º.

Тепловая мощность радиатора пропорциональна температуре воды внутри него.

Чем горячее вода внутри радиатора, тем выше тепловая мощность радиатора. Таким образом, при ∆T, равном 50º, радиатор может выдавать 1000 Вт (3400 БТЕ), но при этом температура воды внутри снижается, так что ∆T составляет 30º, а тот же радиатор дает всего 510 Вт (1700 БТЕ).

Определение правильного размера радиатора для вашего значения дельта Т

Наша тепловая мощность подтверждена независимой организацией BSRIA. Мы отображаем тепловую мощность при ∆T50 как стандарт для европейского рынка и 170ºF для рынка США.
Мы можем использовать поправочные коэффициенты, чтобы найти фактическую мощность любого излучателя в диапазоне значений дельты Т; просто умножьте выходную мощность при ∆T50 на поправочный коэффициент, указанный ниже.

Delta T Поправочные коэффициенты

Delta T	Поправочный коэффициент
75 °	1,69
70 °	1,55
65 °	1,41
60 °	1.27
55 °	1,13
50 °	1
45 °	0,87
40 °	0,75
35 °	0,63
30 °	0,51
25 °	0,41
20 °	0,3
15 °	0,21
10 °	0.12
5 °	0,05

Радиаторы и тепловые насосы чугунные

Наземные и воздушные тепловые насосы являются чрезвычайно важной частью обезуглероживания домашнего отопления, и мы ожидаем увеличения их использования. Вода в системе отопления с тепловым насосом не такая горячая, как в традиционном газовом котле, что снижает мощность радиатора.

Обычно средняя температура воды от теплового насоса составляет 50ºC (122ºF).Это ∆T, равное 30º, и выходная мощность, которая вдвое меньше, чем при ∆T50.

Вам нужно вдвое больше радиаторов с тепловым насосом? Почти наверняка нет.

Если вы устанавливаете тепловой насос, очевидно, что вы также утеплите свой дом и улучшите защиту от сквозняков. Важно провести точный анализ потерь тепла, чтобы убедиться в правильности цифр. Повышенная изоляция означает, что требуется меньшее количество тепла.

Наши цены рассчитаны на то, чтобы цена за секцию снижалась по мере увеличения радиатора, что делает более крупные радиаторы, необходимые для тепловых насосов, более конкурентоспособными, чем вы можете сначала подумать.Кроме того, при более низких эксплуатационных расходах теплового насоса срок окупаемости дополнительных радиаторов может составить всего год или два.

Пример из сельской местности Уэльса

Наше руководство «Как обогреть эко-дом» посвящено собственности в валлийском районе Брекон-Биконс, в которой для обогрева загородной местности используется тепловой насос с воздушным источником тепла, и включает советы по выбору радиаторов с тепловыми насосами правильного размера.

Система центрального отопления — обзор

6.1 Общие положения

Для распределения солнечного тепла в зданиях можно использовать гидравлическую систему (излучающие панели и водяные радиаторы) или центральную систему принудительной подачи воздуха.

В системах центрального отопления температура подачи горячей воды может иметь разные значения. В недавнем прошлом наиболее используемым значением в Румынии, а также в других странах Европейского Союза было 90 ° C с перепадом температуры на 20 ° C, но в настоящее время температура подачи обычно ниже 90 ° C.

Обеспечение потребности в тепле для зданий, оборудованных установками центрального отопления, требует систем с высокой эффективностью не только в процессе производства тепла, но и в распределении тепловой энергии.Одним из способов повышения эффективности систем отопления является использование пониженной температуры [1]. Кроме того, можно использовать ВИЭ с более высокой эффективностью в качестве солнечной энергии. Обычно плоские жидкостные коллекторы нагревают передающую и распределяющую жидкость до температуры от 35 до 50 ° C. Систему необходимо контролировать и оптимизировать в соответствии с постоянно меняющейся потребностью в тепле.

Энергетическая и эксергетическая эффективность систем центрального отопления выше при пониженных температурах горячей воды [2], но, исходя из [3], необходимо указать, что это справедливо только для полностью сбалансированных систем.Стабильность системы центрального отопления с пониженной температурой может быть улучшена за счет уменьшения уровня перепада температуры. Таким образом, можно получить системы отопления с более высокой стабильностью и энергоэффективностью за счет одновременного снижения температуры подачи и падения температуры.

После внедрения пластиковых трубопроводов применение водного лучистого отопления с трубами, встроенными в поверхности помещений (например, полы, стены и потолки), значительно расширилось во всем мире. Ранее системы лучистого отопления применялись в основном для жилых домов из-за комфорта и свободного использования площади без каких-либо препятствий для установки.По тем же причинам, а также для возможного снижения пиковых нагрузок и экономии энергии, излучающие системы широко применяются в коммерческих и промышленных зданиях. Из-за больших поверхностей, необходимых для передачи тепла, системы работают с водой с низкой температурой для обогрева. Однако, чтобы расширить использование этих типов генераторов и извлечь выгоду из их энергоэффективности для достижения целей 20–20–20 (повышение энергоэффективности на 20%, сокращение выбросов CO ₂ на 20% и возобновляемые источники энергии на 20%) к 2020 году), необходима работа с радиаторами, которые в прошлом были наиболее часто используемыми оконечными устройствами в системах отопления.

В Европе предстоит отремонтировать десятки тысяч зданий, большинство из которых — жилые. Энергетическая задача будущего будет заключаться в ремонте существующих зданий и предложении системно-инженерных технологий, которые могут быть установлены с минимальным вмешательством, что будет чрезвычайно успешным. Следовательно, если продвигается солнечная технология, она должна быть рассчитана также на работу с радиаторами.

В этой главе представлены системы распределения тепла в зданиях, включая водяные радиаторы, излучающие панели (пол, стены, потолок и пол-потолок) и комнатные воздухонагреватели.Первой целью данного исследования является анализ экономии энергии в системах центрального отопления с пониженной температурой подачи для различных типов радиаторов с учетом теплоизоляции распределительных труб и исследование производительности различных типов низкотемпературных систем отопления с разные методы. Кроме того, разработана и экспериментально подтверждена математическая модель для численного моделирования теплового излучения излучающих полов, а также проведен сравнительный анализ энергетических, экологических и экономических характеристик полов, стен, потолка и пола-потолка с использованием численного моделирования с Выполняется программное обеспечение моделирования переходных систем (TRNSYS).Наконец, включена важная информация по контролю и эффективности SHS, разработана аналитическая модель для энергетического анализа SHS, и представлены некоторые показатели экономического анализа, показывающие возможность внедрения этих систем в зданиях.

Тепловыделение от радиаторов и нагревательных панелей

Тепловыделение от радиатора или нагревательной панели в первую очередь зависит от разницы температур между горячей поверхностью и окружающим воздухом.Тепловыделение можно рассчитать

P = P ₅₀ [(t _i — t _r) / ln ((t _i — t _a) / (t _r — t _a)) 1 / 49.32] ⁿ (1)
где
P = тепловыделение от радиатора (Вт, Дж / с)
P _{80 50} = тепловыделение радиатора при разнице температур 50 ^o C (Вт)

t _i = температура воды на входе (^o C)
t _{r 906 = температура воды на выходе (^o C)}
t _a = температура окружающего воздуха (^o C)
n = константа, описывающая тип радиатора (1.33 для стандартных панельных радиаторов, 1,3 — 1,6 для конвекторов)

Обратите внимание, что радиаторы обычно рассчитаны на температуру средней панели 70 ^o C — и температуру окружающего воздуха 20 ^o C (разница 50 ^o C )

Пример — Тепловыделение от радиатора

Теплоотдача от радиатора с номиналом ^*) Теплоотдача 1000 Вт при температуре воды на входе t _i = 70 ^o C и температура на выходе t _r = 50 ^o C можно рассчитать

P = (1000 Вт) [((70 ^o C) — (50 ^o C)) / ln (( (70 ^o C) — (20 ^o C)) / ((50 ^o C) — (20 ^o C))) 1/49.32] ^1,33
= 736 Вт

^*) номинал при температуре воды на входе т _i = 80 ^o C , температура воды на выходе t _r

20 = 60 = 60 o C и температура окружающего воздуха t _a = 20 ^o C

Калькулятор тепловыделения радиатора

Тепловыделение и расход воды

Калькулятор ниже можно использовать для расчета тепловыделения и расхода воды от радиатора, работающего вне стандартных условий — например, повышение или понижение температуры воды на входе или выходе или повышение или понижение температуры окружающего воздуха в помещении.

Температура воды в обратном трубопроводе и расход

Калькулятор ниже может использоваться для расчета температуры обратной воды и объемного расхода воды через радиаторы на основе фактического тепловыделения и температуры воды на входе.

Негабаритные радиаторы — довольно распространенное явление, поскольку практически невозможно адаптировать стандартный радиатор точно к требуемым тепловым потерям из комнаты. С помощью калькулятора, расположенного ниже, можно изучить последствия нестандартного тепловыделения, когда радиатор слишком большой.

При проверке теплоотдачи радиаторов учтите, что стандарты тестирования различаются. Примеры стандартов:

BS 3528 «Спецификация для обогревателей конвекционного типа, работающих с паром или горячей водой» (отозвана, заменена на BS EN442) — температура подачи 90 ^o C, температура возврата 70 ^o C , температура воздуха 20 ^o C
BS EN442 «Технические условия на радиаторы и конвекторы.

Журнал "Дизайнер"