Затруднительно помыслить себе жизнедеятельность жителя в РФ без обогревающей системы коттеджа. Ни для кого не тайна, что газ, нефть, уголь перманентно становятся дороже. В каждом уколке нашей стране необходимо в особый период обогревать дачу. Любой нормальный человек может ознакомиться: как модернизировать систему обогрева жилища. На web сайте Sistema-Otopleniya.ru размещенно много отопительных комплексов дома, применяющих абсолютно различные способы производства тепла. Указанные схемы обогрева рекомендуется монтировать как отдельную систему или комбинировать.
Данный калькулятор дает возможность мгновенно получать результат о гидравлическом сопротивление. Процесс вычисления гидравлических потерь весьма трудоемок и это не одна формула, а целый комплекс формул, которые переплетаются между собой.
Немного теории.
Существуют местные гидравлические сопротивления, которые создают различные элементы систем, например: Шаровый кран, различные повороты, заужения или расширения, трайники и тому подобное. Казалось бы, с поворотами и сужениями понятно, а расширения в трубах тоже создают гидравлические сопротивления.
Протяженность прямой трубы тоже создает сопротивление движению. Вроде прямая труба без сужений, а все равно создает сопротивление движению. И чем длиннее труба, тем больше сопротивление в ней.
Эти сопротивления, хоть и отличаются, но для системы отопления они просто создают сопротивление движению, а вот формулы по нахождению этого сопротивления отличаются между собой.
Для системы отопления не важно, какое это сопротивление местное или по длине трубопровода. Это сопротивление одинаково действует на движение воды в трубопроводе.
Сопротивление будем измерять в метрах водяного столба. Также сопротивление можно обзывать как потеря напора в трубопроводе. Но только однозначно это сопротивление измеряется в метрах водяного столба, либо переводится в другие единицы измерения, например: Bar, атмосфера, Па (Паскаль) и тому подобное.
Что такое сопротивление в трубопроводе?
Чтобы понять это рассмотрим участок трубы .
Манометры, установленные на подающей и обратной ветке трубопроводов, показывают давление на подающей трубе и на обратной трубе. Разница между манометрами показывает перепад давления между двумя точками до насоса и после насоса.
Для примера предположим, что на подающем трубопроводе (справа) стрелка манометра указывает на 2,3 Bar, а на обратном трубопроводе (слева) стрелка манометра показывает 0,9 Bar. Это означает, что перепад давления составляет:
2,3-0,9=1,4 Bar
Величину Bar переводим в метры водяного столба, оно составляет 14 метров.
Очень важно понять, что перепад давления, напор насоса и сопротивление в трубе - это величины, которые измеряются давлением (Метрами водяного столба, Bar, Па и т.д.)
В данном случае, как указано на изображение с манометрами, разница на манометрах показывает не только перепад давления между двумя точками, но и напор насоса в данном конкретном времени, а также показывает сопротивление в трубопроводе со всеми элементами, встречающимися на пути трубопровода.
Другими словами, сопротивление системы отопления это и есть перепад давления в пути трубопровода. Насос создает этот перепад давления.
Устанавливая манометры на две разные точки, можно будет находить потери напора в разных точках трубопровода, на которые Вы установите манометры.
На стадии проектирования нет возможности создавать похожие развязки и устанавливать на них манометры, а если имеется такая возможность, то она очень затратная. Для точного расчета перепада давления манометры должны быть установлены на одинаковые трубопроводы, то есть исключить в них разность диаметров и исключить разность направление движения жидкости. Также манометры не должны быть на разных высотах от уровня горизонта.
Ученые приготовили для нас полезные формулы, которые помогают находить потери напора теоретическим способом, не прибегая к практическим проверкам.
Подробнее.
Разберем сопротивление водяного теплого пола. Смотри изображение.
Источник: http://infobos.ru/str/749.html
Гидравлический расчет системы отопления на основе расчетного циркуляционного давления представляет собой отдельный этап проектирования. Этот расчет выполняется после определения тепловых нагрузок, выбора и конструирования системы, рассмотренных в предыдущих главах. Таким образом, проектирование системы можно разделить на четыре этапа, характерные не только для систем водяного, но и для систем парового и воздушного отопления.
Исходными данными для проектирования системы отопления служат: назначение, планировка и строительные конструкции здания; положение здания на местности; климатологические показатели для местности; источник теплоснабжения; температура и влажность воздуха в основных помещениях.
Расчет теплового режима. После проведения теплотехнического расчета наружных ограждений, расчета теплового режима в помещениях определяются теплопотери, подлежащие возмещению при помощи отопительных приборов. Расчеты выполняются с использованием сведений, изложенных в главах I и II.
Выбор системы. На этом этапе проектирования выбираются расчетная температура (параметры) воды, вид отопительных приборов и конструкция системы отопления с технико-экономическим обоснованием принятого решения в необходимых случаях. На основании сведений, приведенных в главах I, III, IV, можно установить следующие положения для выбора конструкции системы отопления.
В многоэтажных зданиях, имеющих более трех этажей, проектируются преимущественно вертикальные однотрубные системы отопления. В бесчердачных зданиях средней этажности используются однотрубные системы с нижней прокладкой обеих магистралей. В зданиях повышенной этажности применяются однотрубные системы с нижней разводкой подающей магистрали для создания «опрокинутой» циркуляции воды в стояках.
В зданиях массового строительства предпочтение отдается однотрубному стояку унифицированной конструкции, имеющему один диаметр и повторяющуюся длину его элементов.
В зданиях ограниченного объема, имеющих разноэтажные части, устраиваются двухтрубные системы с нижней прокладкой обеих магистралей. В одноэтажных зданиях, в двух-трехэтажных пристройках к главному зданию используются в основном горизонтальные однотрубные системы, могут применяться и двухтрубные системы с верхней разводкой подающей магистрали.
Чем выше здание, тем меньше должно быть гидравлическое сопротивление узла каждого отопительного прибора вертикального однотрубного стояка, и, наоборот, тем больше должно быть сопротивление каждого приборного узла двухтрубного стояка или горизонтальной однотрубной ветви.
Конструирование системы. Размещают отопительные приборы и стояки на планах каждого этажа, отопительное оборудование в тепловом пункте здания, расширительный бак (если он имеется-) и магистрали системы.
Магистрали предусматриваются раздельными для отопительных приборов постоянного действия, для воздухонагревателей лестничных клеток и воздушно-тепловых завес, для отопительных приборов дежурного или периодического действия. Рекомендуется при трассировке магистралей предусматривать возможность пофасадного регулирования действия системы отопления.
При размещении магистралей принимаются также решения по величине и направлению уклона, по компенсации удлинения и тепловой изоляции труб, по организации движения, сбора И удаления воздуха, по спуску и наполнению водой системы и стояков, по выбору и размещению арматуры.
Этот этап проектирования завершается конструированием схемы труб и приборов системы отопления, основного чертежа, по которому можно выявить циркуляционные кольца системы, разделить их на участки и нанести тепловые нагрузки.
Термин «участок», встречающийся ранее, означает отрезок трубы, по которому протекает при определенной температуре неизменное количество воды.
Тепловая нагрузка отопительного прибора определяет тепловой поток, подводимый в расчетных условиях к прибору теплоносителем — водой. Этот тепловой поток QT по уравнению принимается равным тепловому потоку Qnp, передаваемому прибором в помещение. Точнее, при установке отопительного прибора у наружной стены под окном QT> >Qnp приблизительно на 5%. Различие в тепловых потоках обусловлено увеличением теплопотери через наружную стену вследствие повышения температуры ее внутренней поверхности, непосредственно облучаемой прибором (см. главу III).
Тепловая нагрузка участка определяет тепловой поток, передающийся в помещения от воды, протекающей по участку. Этот тепловой поток равняется сумме тепловых нагрузок отопительных приборов. Для участка подающего теплопровода он выражает количество тепла, подлежащее передаче от горячей воды на ее дальнейшем пути, для участка обратного теплопровода — количество тепла, отведенное эт охлажденной воды. Тепловая нагрузка участка носит условный характер и в действительности выражает расход воды на участке — величину, необходимую для гидравлического расчета.
Например, если тепловая нагрузка участка обратного теплопровода равняется 7000 Вт (6000 ккал/ч), то это означает, что вода, протекающая по участку, передала в помещения тепловой поток в 7000 Вт (6000 ккал/ч). Если же при этом вода охладилась на 25°, то по участку протекает 240 кг/ч воды. Расчет системы состоит из гидравлического расчета (глава V) и теплового расчета нагревательной поверхности труб и приборов (глава III).
Гидравлический и тепловой расчеты системы отопления взаимно связаны, и, строго говоря, требуется многократное повторение расчетов по методу итерации для выявления действительного расхода воды и необходимой площади нагревательной поверхности приборов. Поэтому наиболее точным является расчет системы на ЭЦВМ.
При ручном счете расчет повторяется 1—2 раза, причем гидравлический и тепловой расчеты выполняются в различной очередности.
В первом случае тепловой расчет отопительных приборов предшествует гидравлическому расчету. Это случай, когда длина греющих элементов отопительных приборов существенно влияет на гидравлическое сопротивление стояка. К таким приборам относятся конвекторы, панели и ребристые трубы, основанные на применении греющих труб dy 15 и 20 мм. Тогда до гидравлического расчета определяется предварительная длина труб приборов, а после уточнения расхода и температуры воды в стояках вносятся поправки в размеры приборов.
Окончательный тепловой расчет любых приборов может выполняться сразу (до гидравлического расчета) в двухтрубных системах при скрытой прокладке стояков и подводок к приборам.
Во втором случае, наоборот, гидравлический расчет предшествует тепловому расчету приборов. Это случай, когда длина приборов практически не отражается на гидравлическом сопротивлении стояка. К таким приборам относятся радиаторы, полые панели, ребристые и гладкие трубы с?у=50—100 мм. В результате гидравлического расчета определяются диаметр труб, расход и температура воды в стояках, а затем размер отопительных приборов с учетом теплопередачи труб в каждом помещении.
Гидравлический расчет системы отопления выполняется двумя способами: с равным и неравным (часто говорят с постоянным и переменным) перепадом температуры воды в стояках.
Расчет с равным перепадом температуры воды в стояках заключается в подборе диаметра труб по заданному расходу воды на всех участках системы
Расчет с неравным перепадом температуры воды в стояках заключается в определении расхода и температуры обратной воды в каждом стояке по заданному диаметру труб на всех участках системы.
Источник: http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-138-otoplenie/62.htm
Трубопроводы в С.О. выполняют важную функцию распределения теплоносителя по отдельным нагревательным приборам, т.е. это теплопроводы, подающие в каждый нагревательный прибор строго необходимую порцию тепла (в виде определенного количества воды определенной температуры).
Точный расчет - задача очень сложная, в инженерной практике она решается методом подбора.
Обычно при расчете задают общий для С.О. перепад температуры теплоносителя и стремятся к тому, чтобы этот перепад был выдержан в двухтрубных системах для всех приборов и системы в целом, в однотрубных - для всех стояков.
Задача гидравлического расчета — так подобрать диаметры всех участков системы, чтобы по ним проходили расчетные количества воды.
Потери давления на участках трубопровода .
Движение воды по трубопроводам происходит за счет разности давлений от сечений с большим давлением к сечениям с меньшим давлением.
Давление расходуется на преодоление сопротивления трения по длине труб и на преодоление местных сопротивлений. Согласно уравнению Бернулли
(4.9)
потеря давления на трение ΔРтр по длине в трубопроводах диаметром d определяется по формуле
(4.10)
где v - скорость;
ρ - объемный вес;
g - ускорение силы тяжести;
– динамическое давление потока;
λ – коэф. трения, величина безразмерная.
В ВТИ инженером Г.A. Myриным специальными испытаниями стальных труб были получены результаты, которые в настоящее время легли в основу таблиц и номограмм для расчета СО. Эти опыты подтвердили общую зависимость коэффициента трения λ от критерия Рейнольдса (
) и относительной шероховатости труб (к/d)
где θ - кинематическая вязкость жидкости;
к - абсолютная шероховатость внутренней поверхности труб.
Опыты подтвердили, что для стальных труб к = 0,2 мм.
Общая картина гидравлики течения в трубах систем отопления с учетом экспериментов Мурина выглядит следующим образом: весь диапазон зависимости λ от Re можно разбить на 4 характерные области:
1) ламинарное течение Re < 2000 (формула Пуазейля) 2); 3) и 4) переходные области (формулы Мурина, Киссина и Никурадзе).
Учитывая сложность расчета потерь давления на трение по формулам, обычно пользуются таблицами или номограммами и определяют в виде:
где R - удельная потеря давления на трение, берется из таблиц в зависимости от V (м/сек) или расхода G (кг/час) и dтр (мм).
Потери давления в местных сопротивлениях обозначают буквой Z
где j - коэффициент местного сопротивления.
Участком называется часть трубопровода системы, в пределах которого расходы температуры теплоносителя, а также диаметр трубы остаются неизменными.
На участке может быть несколько местных сопротивлений
Общие гидравлические потери на участке равны
В системе: 
Трубопроводы системы отопления образуют ряд связанных между собой параллельных колец. Общее правило: потери давления на полукольцах должны быть равны между собой.
Существуют две основных схемы движения воды в системах отопления (рис. 4.13).
Рис. 4.13. Схема движения воды в системах отопления а) тупиковая; б) попутная
В тупиковой схеме: В попутной схеме
Потеря давлений (невязка) составляет ± 25% для двухтрубной системы;
± 15% для однотрубной.
Методика гидравлического расчета трубопроводов систем водяного отопления
Задача: определение dтр всех участков при заданных расходах и давлениях.
Перед гидравлическим расчетом необходимо выполнить следующую расчетно-графическую работу:
1. Расчет теплопотерь помещениями здания.
2. Выбрать тип О.П. и определить их количество для каждого помещения.
3. Разместить на поэтажных планах нагревательные приборы, стояки; на планах чердака и подвала – подающие и обратные магистрали.
4. Вычертить аксонометрическую схему СО, с указанием: № стояков, № участков, их длин и тепловых нагрузок. Указать всю арматуру (краны, задвижки и пр.).
5. Определить располагаемое циркуляционное давление – Рр (0,5-1,2 мм.вод. ст. или 500-1200 мм вод.ст.).
6. Определить 
- для тупиковой схемы – дальний стояк;
- для попутной схемы– наиболее нагруженный стояк.
где 
- длина расчетного циркуляционного кольца, м;
0,5 - доля потери на трение (0,5 - на местные сопротивления).
7. "Нагрузить" схему, каждый ее участок
8. Ориентируясь на Rср, с помощью таблицы подобрать dтр расчетного кольца.
Источник: http://3ys.ru/teplogazosnabzhenie-i-ventilyatsiya/gidravlicheskij-raschet-truboprovodov-sistem-vodyanogo-otopleniya.html