Berechnung der Durchflussmenge für eine Heizungsanlage

Eine richtig installierte und eingestellte Heizungsanlage sorgt für maximalen Komfort in einem Privathaushalt. Die Qualität des Betriebs hängt nicht nur davon ab, wie genau die Verkabelung geplant und die Geräte ausgewählt wurden. Vieles hängt davon ab, ob die vorbereitenden Berechnungen korrekt sind, z. B. das Volumen und die Durchflussmenge des Kühlmittels in der Heizungsanlage. Wenn alles genau berechnet wurde, können die Ergebnisse in der Zukunft verwendet werden, zum Beispiel bei der Modernisierung der technischen Kommunikation. Wie man die Durchflussmenge des Kühlmittels berechnet und das erforderliche Volumen des Frostschutzmittels zum Einfüllen in die Leitungen ermittelt, nach welchen Formeln man die Berechnung durchführen muss - das erfahren Sie weiter unten in unserem Artikel.

Grundlegende Definitionen

Die berechnete Durchflussmenge des Kühlmittels ist notwendig, um zu wissen, mit welcher Geschwindigkeit das Arbeitsmittel in den Rohren und Heizkörpern der Heizung zirkulieren soll. So können Sie eine Umwälzpumpe mit optimalen Leistungsmerkmalen auswählen. Wenn die Pumpe zu wenig Leistung hat, werden die Räume nicht richtig erwärmt, wenn die Pumpe zu viel Leistung hat, steigt der Energieverbrauch.

Um dies zu verhindern, ist eine Vorausberechnung des Kühlmitteldurchsatzes in Abhängigkeit von der Wärmelast erforderlich. Zu diesem Zweck wird die Differenz zwischen der Temperatur des Mediums am Eintritt in das Heizsystem und am Austritt aus dem Heizsystem ermittelt. Dieser Wert wird für die nachfolgenden Berechnungen benötigt.

Wie groß ist der Durchfluss des Wärmeträgers in Abhängigkeit von der Wärmelast?

Dies ist seine Massenmenge, gemessen in kg/s (Kilogramm pro Sekunde), die erforderlich ist, um die erforderliche Wärmemenge in den Raum zu übertragen. Die Berechnung erfolgt durch Teilung des Wärmebedarfs in Watt durch die Wärmeleistung des Mediums in J/kg.

Wenn keine sehr genauen Ergebnisse erforderlich sind, kann eine Näherungsformel für den Flüssigkeitsdurchsatz verwendet werden.

Bei der Berechnung wird davon ausgegangen, dass 15 Liter Thermofluid benötigt werden, um 1 kW Wärme zu übertragen.

Wenn zum Beispiel ein 10-kW-Heizkessel im Gebäude installiert ist, werden für seinen ordnungsgemäßen Betrieb etwa 150 Liter Medium benötigt.

Wie hoch ist die Wärmebelastung?

Die Heizlast ist eine Größe, die als Temperaturdifferenz (Temperaturunterschied) zwischen zwei Punkten definiert ist: am Eingang des Heizsystems (direktes Netz) und am Ausgang (Rücklauf). Wenn der ungefähre Massendurchsatz des Heizmediums verwendet werden kann, wird dies oft ohne Messungen durchgeführt. Zu diesem Zweck wird ein Durchschnittswert von 15-20 °C für eine normale autonome Heizungsanlage angenommen.

Nachdem Sie die vorläufigen Daten erhalten haben, gehen Sie zu den Hauptberechnungen über.

Berechnung des Kühlmittelvolumens für autonome Systeme

In mehrstöckigen Wohngebäuden wird die Wärmeverteilung nach Standardplänen vorgenommen, und es muss nichts berechnet werden. In Privathäusern wird die Berechnung des Kühlmitteldurchsatzes und der erforderlichen Menge für die Schüttung individuell vorgenommen.

Bitte beachten Sie: Berechnen Sie diese Parameter sollten, nachdem das Projekt entwickelt Heizungsverteilung, bekannte Größe, Art und Eigenschaften aller Komponenten - Rohre, Batterien, Heizkessel, etc.

Die Berechnungen der folgenden Merkmale werden durchgeführt.

Die Leistung des Heizkessels

Es ist für den Grundriss, die Gesamtfläche der Räumlichkeiten und der Boden des Hauses ausgewählt. Wenn der Kessel weniger leistungsfähig sein wird, werden die Räume schlecht beheizt. Mit zu viel Leistung wird unproduktiv Energiekosten zu erhöhen.

Fachleute verwenden technische Formeln für eine genaue Berechnung. Wenn eine hohe Genauigkeit nicht unbedingt erforderlich ist, können Sie die Leistung auf der Grundlage des ungefähren Verhältnisses berechnen: 10 m² = 1 kW.

So wird für ein Haus mit einer Gesamtfläche von 250 m² ein Kesselmodell benötigt für 25 kW.

Es wird empfohlen, dieses Ergebnis um 10-15% zu erhöhen, um Probleme mit plötzlichen thermischen Überlastungen zu vermeiden. Die endgültige Berechnung zeigt, dass Sie benötigt einen Kessel mit 27,5-28,75 kW. Wählen Sie aus der verfügbaren Modellpalette den nächstgrößeren Wert. Diese Berechnung eignet sich für Häuser mit Räumen von normaler Höhe (bis zu 3 m), die sich an Orten mit gemäßigten klimatischen Bedingungen befinden.

Befindet sich das Haus in einer warmen oder kalten Region und/oder hat es höhere Decken, werden Korrekturfaktoren eingeführt. Es ist auch möglich, spezielle Tabellen zu verwenden, in denen die Heizleistung unter Berücksichtigung des Gebäudetyps und des Gesamtvolumens angegeben wird. Zur Berechnung des Gesamtvolumens wird die gesamte Bodenfläche mit der Deckenhöhe multipliziert.

Wenn die Höhe für verschiedene Räume unterschiedlich ist, wird die Berechnung separat durchgeführt und die Ergebnisse werden addiert.

Berechnung des Volumens des Heizmediums

Dies ist notwendig, um zu wissen, wie viel Wasser oder Frostschutzmittel zum Füllen des Systems benötigt wird. Das Gesamtvolumen wird mit der folgenden Formel berechnet:

V von _Kühlmittel = V von _Kessel + V von _Heizkörper + V von _Rohre

Um den Gesamtbetrag zu berechnen, ist die Berechnung der einzelnen Komponenten vorzunehmen.

• Heizkessel. Alle Eigenschaften, einschließlich des Volumens, sind in den technischen Unterlagen für jedes Modell angegeben. Berechnung ist nicht erforderlich. Für Bodenkessel, ist es 25 Liter oder mehr, für Wandkessel - etwa 3-7 Liter.
• Batterien. Von ihrem Volumen hängt von der Durchflussmenge des Kühlmittels durch den Kühler. Die Daten sind auch in der technischen Dokumentation angegeben. Wenn es verloren geht, wird das Volumen der Batterie von der ungefähren Kapazität eines separaten Abschnitt berechnet. Für Gusseisen, Aluminium und Bimetall beträgt das Volumen etwa 1,5, 0,4 bzw. 0,3 Liter. Bei einer zehnteiligen Batterie sind es 15, 4 und 3 Liter.
• Rohre. Ihr Volumen und die Durchflussmenge des Kühlmittels hängen vom Innendurchmesser ab. Für die Berechnung werden Referenztabellen verwendet. Sie geben das Volumen eines Laufmeters für jede Größe an. Wenn in der Heizungsanlage Rohre mit unterschiedlichen Durchmessern verlegt sind, wird die Berechnung getrennt durchgeführt und die Ergebnisse werden addiert.

Volumen des Ausdehnungsgefäßes

Da sich alle Kühlmittel bei Erwärmung ausdehnen, ist der Durchfluss des heißen Kühlmittels etwas höher als der des kalten Kühlmittels, und der Druck im Heizungssystem steigt. Um dieses Phänomen auszugleichen, werden Ausdehnungsgefäße installiert. Ihr Volumen wird nach der folgenden Formel berechnet:

V = (_VS x E)/d

Wo:

• _VS - Gesamtvolumen der Heizungsanlage;
• E - Wärmeausdehnungskoeffizient;
• d - Effizienzkoeffizient.

Für Wasser wird der Ausdehnungskoeffizient mit 4%, für Thermagent mit 4,4% angenommen. Der Standardwert von d für Privathäuser wird mit 0,57 angenommen (basierend auf einem maximalen Betriebsdruck von 2,5 bar und einer Tankfüllung von 0,5 bar).

Einfüllen des Wärmeträgers in die Rohre

Nachdem alle erforderlichen Berechnungen durchgeführt wurden, kann das Heizsystem befüllt werden. Das korrekte Befüllen des Kreislaufs erfordert die aufeinanderfolgende Erfüllung mehrerer Schritte.

№ 1. Druckprüfung

Dieses Verfahren wird durchgeführt, um die Dichtheit des Heizungssystems zu überprüfen. Zu diesem Zweck werden zwei Manometer im Kreislauf installiert. Der obere Punkt befindet sich am Ausdehnungsgefäß in einem offenen System oder am oberen Etagenheizkörper in einem geschlossenen System. Der untere - an der Rücklaufleitung am Heizkessel. Bei eingeschossigen Häusern wird der obere Punkt an der Zuleitung installiert. An den am weitesten vom Kessel entfernten Heizkörpern werden ebenfalls Manometer angebracht. Vor Beginn der Arbeiten sollten sie 0,3-0,4 Atmosphären anzeigen.

Mit Opressovka können Sie überprüfen, ob die Berechnung des Systems, seine Verkabelung und Installation korrekt durchgeführt wurden. Die Arbeiten werden in dieser Reihenfolge durchgeführt:

1. ein Schlauch von der Druckpumpe wird über einen Ablasshahn oder eine andere Stelle mit dem Heizungssystem verbunden;
2. Wenn die Druckprüfung in einem offenen System durchgeführt wird, muss das Ventil des Ausdehnungsgefäßes vorher geschlossen werden;
3. Die Pumpe wird eingeschaltet und beginnt, Wasser aus dem Druckprüfungsbehälter in die Heizungsrohre zu pumpen;
4. Es wird so lange gepumpt, bis der Druck in den Rohren das Arbeitsniveau von 0,7-1,5 atm erreicht;
5. Danach werden alle Verbindungen sorgfältig geprüft: Rohrverbindungen, Heizkörperanschlüsse, Dichtungen usw..;
6. parallel dazu die Maevsky-Ventile an den Heizkörpern öffnen, um die mit dem Kühlmittel eingeschlossene Luft abzulassen;
7. dann den Druck um ein Viertel oder die Hälfte des Nenndrucks erhöhen, bei Polymerrohren 30 Minuten, bei Metallrohren 10 Minuten halten;
8. Überprüfen Sie die Verbindungen erneut und notieren Sie den Druck.

Wenn die Druckberechnungen ergeben, dass der Druck um nicht mehr als 0,1-0,2 atm abgenommen hat, gilt das System als dicht.

№ 2. Spülung

Nach der Druckprüfung sollte das System für die Heizung vorbereitet werden - mit Wasser oder einer speziellen Lösung mit Zusätzen gespült werden. Die in den Tank eingefüllte Spülflüssigkeit wird mit einer Pumpe abgepumpt und durch einen Schlauch über eine spezielle Armatur oder eine andere geeignete Zapfstelle in die Heizungsrohre geleitet. In einem offenen System kann das Wasser oder die Lösung über ein Ausdehnungsgefäß zugeführt werden. Die Spülung wird so lange durchgeführt, bis die aus der Abflussöffnung austretende Flüssigkeit sauber ist - frei von Ablagerungen und Schmutzpartikeln. Nach Abschluss der Arbeiten wird die Spüllösung vollständig aus dem System entfernt.

№ 3. Füllen

Nach den Berechnungen, der Druckprüfung und dem Spülen wird das System mit einem entsprechend ausgewählten Heizmedium befüllt. Das Füllverfahren ist für offene und geschlossene Kreisläufe unterschiedlich. Vor dem Befüllen wird das Kühlmittel ordnungsgemäß vorbereitet: Das Wasser wird enthärtet und das Frostschutzmittelkonzentrat wird im angegebenen Verhältnis verdünnt. Bestimmte Kühlmittel, wie z. B. Thermagent ECO, sind bereits zum Befüllen erhältlich.

Wie man ein geschlossenes System befüllt

Das Kühlmittel wird mit einer Pumpe durch einen am Nachspeiseanschluss angeschlossenen Schlauch in die Leitungen gepumpt. Für den korrekten Pumpvorgang sind zwei Mitarbeiter erforderlich: einer überwacht und steuert die Anlage, der zweite entlüftet die Heizkörper über die Maevsky-Ventile. Dies ermöglicht die rechtzeitige Beseitigung von Luftstaus, die sich im System gebildet haben. Die Befüllung erfolgt in mehreren Stufen.

Erste. Vor Beginn der Arbeiten wird der Heizkreislauf zum Befüllen vorbereitet. Schließen Sie die Hähne Maevsky und die am Heizkessel installierten (Absperrung). Öffnen Sie alle anderen Absperrventile und das Ventil des Ausdehnungsgefäßes.

Zweite. Um den Druck im System zu kontrollieren, installieren Sie ein Druckmessgerät. Der Mitarbeiter, der die Pumpe steuert, überwacht den Druck. Wenn das Manometer 1,4-1,5 bar anzeigt, beginnt der Assistent mit dem Entlüften der Heizkörper, beginnend mit dem untersten und dann mit dem obersten. Sobald der Druck leicht abfällt, pumpt der Hauptarbeiter das Kühlmittel in die Leitungen. Er achtet darauf, dass das Manometer mindestens 1,0 bar anzeigt. Nachdem die gesamte Luft abgelassen wurde, wird das Kühlmittel auf 1,5 bar hochgepumpt. Wenn dieser Wert erreicht ist, werden die Hähne am Heizkessel geöffnet: zuerst der Rücklaufhahn, dann der Direkthahn. Dann wird erneut gepumpt, um den Druck auf den errechneten Betriebswert zu bringen.

Dritte. Am Ende der Befüllung des Kühlmittels und der vollständigen Befüllung der Heizkörper aus der Umwälzpumpe, um die dort angesammelte Luft abzulassen. Zur Überprüfung der Korrektheit des Pumpvorgangs wird ein Probelauf der Heizung durchgeführt. Um dies zu tun:

• der Heizkessel und die Umwälzpumpe eingeschaltet sind;
• die Rohre werden mit Kühlflüssigkeit beheizt;
• an jedem Heizkörper die Maevsky-Hähne öffnen;
• Prüfen Sie, ob die Luft vollständig aus ihnen entwichen ist, und schließen Sie sie wieder.

Wenn die Berechnung des Kühlmitteldurchsatzes und der Start des Systems korrekt erfolgt sind und keine Lecks vorhanden sind, erreicht der Druck das Arbeitsniveau (nicht mehr als 1,8 bar) und stabilisiert sich.

Wie füllt man ein offenes System?

Im Gegensatz zu geschlossenen Kreisläufen, in denen die Verwendung von Frostschutzmitteln auf Basis von Ethylenglykol zulässig ist, kann in offenen Kreisläufen nur das sichere Kühlmittel "Thermagent ECO" auf Basis von Propylenglykol verwendet werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Arbeitsflüssigkeit bei einer solchen Beheizung mit Luft in Berührung kommt. Wie im vorigen Fall sind zwei Personen für die Arbeit erforderlich.

Merkmale der Einspeisung in ein offenes System

Meistens erfolgt die Befüllung direkt über das Ausdehnungsgefäß, von dem der Deckel entfernt wird. An allen Kühlern werden zuvor die Maevsky-Hähne geöffnet. Einer der Arbeiter gießt das Kühlmittel in das Ausdehnungsgefäß, der zweite überwacht die Kühler. Sobald die Luft vollständig entwichen ist und Wasser oder Frostschutzmittel aus den Hähnen zu fließen beginnt, werden diese geschlossen. Das Kühlmittel wird so eingefüllt, dass der Füllstand etwa die Hälfte der Höhe des Tanks beträgt. Dadurch wird der Flüssigkeitsdurchsatz in den Heizungsrohren wieder aufgefüllt. Die Befüllung kann auch über den Nachspeiseanschluss erfolgen. In diesem Fall benötigen Sie eine Pumpe. Die Majewski-Ventile werden in der gleichen Reihenfolge geschlossen: von unten nach oben.

Worauf Sie achten sollten. Vor Beginn der Arbeiten werden alle Absperr- und Regelventile geschlossen, in der Erwartung, dass die Anlage nach dem Gießen in Betrieb genommen und aufgewärmt wird. Dann werden die Maevsky-Hähne wieder geöffnet, um die Luft abzulassen. Wenn die Durchflussmenge des Kühlmittels zunimmt und der Füllstand im Tank sinkt, wird erneut nachgefüllt.

Welches Kühlmittel ist zu wählen?

Als optimales Arbeitsmedium sowohl für offene als auch für geschlossene Heizungssysteme gelten Thermagent-Produkte, die mit der modernen OAT-Metalltechnologie (Organic Acid Technology) hergestellt werden. Das Carboxylat-Zusatzpaket wirkt selektiv und bildet einen dünnen Schutzfilm nur auf dem Korrosionsherd. Dadurch wird ihr Verbrauch auf ein Minimum reduziert.

Berechnungen zeigen, dass Wärmeträger 10 Jahre lang erfolgreich in Heizungsanlagen eingesetzt werden können, ohne dass sie entleert und ausgetauscht werden müssen. Weitere Pluspunkte sind:

• keine Schaumbildung während des Umlaufs;
• geringe Viskosität bei niedrigen Temperaturen;
• stabile Eigenschaften bei Temperaturschwankungen.

Thermagents sind universell einsetzbar, sowohl für die Beheizung von Privathäusern als auch von großen Industrieanlagen.