Właściwy projekt system grzewczy jest uwzględnienie wszystkiego możliwe czynniki wpływ na jego efektywność i efektywność. Oprócz prawidłowego doboru głównych elementów, kotła, grzejników, grup bezpieczeństwa, należy poprawnie obliczyć przekrój przewodów. Aby to zrobić, musisz wiedzieć optymalna średnica rury grzewcze: jak wybrać i obliczyć samodzielnie?
Trudności w doborze średnicy rur grzewczych
Wydawałoby się, że wybór średnicy rur do ogrzewania prywatnego domu nie jest trudnym zadaniem. Muszą jedynie zapewnić dostawę chłodziwa ze źródła jego ogrzewania do urządzeń dostarczających ciepło - grzejników i akumulatorów.
Jednak w praktyce źle dobrana średnica kolektora grzewczego lub rury zasilającej może prowadzić do znacznego pogorszenia wydajności całego systemu. Wyjaśnia to procesy zachodzące podczas ruchu wody wzdłuż autostrad. Aby to zrobić, musisz znać podstawy fizyki i hydrodynamiki. Aby nie wdawać się w gąszcz dokładnych obliczeń, można określić główne charakterystyki grzewcze, które bezpośrednio zależą od przekroju rurociągów:
- Prędkość ruchu chłodziwa. Wpływa nie tylko na wzrost hałasu podczas pracy grzewczej, ale jest także niezbędny do optymalnego rozprowadzania ciepła pomiędzy urządzeniami grzewczymi. Po prostu woda nie powinna mieć czasu na ochłodzenie się do minimalnego poziomu, gdy dotrze do ostatniego grzejnika w systemie;
- Objętość płynu chłodzącego. Zatem średnica rur wynosi naturalny obieg ogrzewanie powinno być duże, aby zmniejszyć straty spowodowane tarciem cieczy o wewnętrzną powierzchnię przewodu. Jednak wraz z tym zwiększa się objętość chłodziwa, co pociąga za sobą wzrost kosztów jego ogrzewania;
- Straty hydrauliczne. Jeśli system używa różne średnice plastikowe rury w przypadku ogrzewania na ich skrzyżowaniu nieuchronnie powstanie różnica ciśnień, co doprowadzi do wzrostu strat hydraulicznych.
Jak dobrać średnicę rury grzewczej, aby po zamontowaniu nie trzeba było przerabiać całej instalacji grzewczej ze względu na wyjątkowo niską wydajność? Przede wszystkim należy wykonać prawidłowe obliczenia przekroju autostrad. Aby to zrobić, zaleca się użycie specjalnych programów i, w razie potrzeby, samodzielne sprawdzenie wyniku.
Na skrzyżowaniu średnice rury polipropylenowe do ogrzewania zmniejszają się z powodu przepełnienia. Zmniejszenie przekroju poprzecznego zależy od stopnia nagrzania podczas lutowania i zgodności z technologią montażu.
Procedura obliczania przekroju przewodów doprowadzających ciepło
Przed obliczeniem średnicy rury grzewczej należy zdecydować o jej głównej parametry geometryczne. Aby to zrobić, musisz znać główne cechy autostrad. Należą do nich nie tylko wydajność, ale także rozmiary.
Każdy producent podaje wartość przekroju rury - średnicy. Ale w rzeczywistości zależy to od grubości ścianki i materiału produkcyjnego. Przed zakupem konkretnego modelu rurociągu musisz wiedzieć następujące funkcje oznaczenia wymiarów geometrycznych:
- Obliczanie średnicy rur polipropylenowych do ogrzewania odbywa się z uwzględnieniem faktu, że producenci wskazują na zewnątrz wymiary całkowite. Aby obliczyć użyteczny przekrój, należy odjąć dwie grubości ścianek;
- Do stali i rury miedziane Podano wymiary wewnętrzne przewodów.
Znając te cechy, możesz obliczyć średnicę kolektora grzewczego, rur i innych elementów do instalacji.
Wybierając polimerowe rury grzewcze, należy wyjaśnić obecność warstwy wzmacniającej w konstrukcji. Bez tego po odsłonięciu tarapaty autostrada nie będzie miała odpowiedniej sztywności.
Wyznaczanie mocy cieplnej układu
Jak wybrać właściwą średnicę rur grzewczych i czy należy to robić bez obliczeń? W przypadku małego systemu grzewczego można obejść się bez skomplikowanych obliczeń. Ważne jest jedynie, aby znać następujące zasady:
- Optymalna średnica rur z naturalnym obiegiem grzewczym powinna wynosić od 30 do 40 mm;
- Dla układ zamknięty przy wymuszonym ruchu chłodziwa należy zastosować rury o mniejszym przekroju, aby wytworzyć optymalne ciśnienie i natężenie przepływu wody.
Do dokładnych obliczeń zaleca się skorzystanie z programu do obliczania średnicy rur grzewczych. Jeśli ich tam nie ma, możesz skorzystać z przybliżonych obliczeń. Najpierw musisz znaleźć moc cieplną systemu. Aby to zrobić, musisz użyć następującej formuły:
Gdzie Q– obliczone moc cieplna ogrzewanie, kW/h, V– objętość pomieszczenia (domu), m³, Δt– różnica między temperaturą zewnętrzną i wewnętrzną, °C, DO– obliczony współczynnik strat ciepła domu, 860 – wartość do przeliczenia uzyskanych wartości na akceptowalny format kW/h.
Największą trudność we wstępnym obliczeniu średnicy rur z tworzyw sztucznych do ogrzewania powoduje współczynnik korygujący K. Zależy to od izolacji termicznej domu. Najlepiej jest to zaczerpnąć z danych tabelarycznych.
Jako przykład obliczenia średnic rur polipropylenowych do ogrzewania można obliczyć wymaganą moc cieplną pomieszczenia o łącznej objętości 47 m³. W tym przypadku temperatura na zewnątrz wyniesie -23°C, a wewnątrz - +20°C. Odpowiednio różnica Δt będzie wynosić 43°C. Przyjmijmy współczynnik korygujący równy 1,1. Wtedy będzie wymagana moc cieplna.
Kolejnym etapem wyboru średnicy rury grzewczej jest określenie optymalnej prędkości przepływu chłodziwa.
W przedstawionych obliczeniach nie uwzględniono poprawki na chropowatość powierzchnia wewnętrzna autostrady.
Prędkość wody w rurach
Konieczne jest optymalne ciśnienie chłodziwa w przewodach równomierny rozkład energię cieplną poprzez grzejniki i baterie. Aby prawidłowo wybrać średnice rur grzewczych, należy je wziąć wartości optymalne prędkość przepływu wody w rurociągach.
Warto pamiętać, że w przypadku przekroczenia intensywności ruchu chłodziwa w układzie mogą pojawić się obce dźwięki. Dlatego podana wartość powinna wynosić od 0,36 do 0,7 m/s. Jeśli parametr jest mniejszy, nieuchronnie pojawią się dodatkowe. straty ciepła. Jeśli zostanie przekroczony, w rurociągach i grzejnikach pojawią się zakłócenia.
Do ostatecznego obliczenia średnicy rury grzewczej należy posłużyć się danymi z poniższej tabeli.
Podstawiając uzyskane wcześniej wartości do wzoru na obliczenie średnicy rury grzewczej, można określić, że optymalna średnica rury dla konkretnego pomieszczenia będzie wynosić 12 mm. To tylko przybliżone obliczenia. W praktyce eksperci zalecają dodanie 10-15% do uzyskanych wartości. Dzieje się tak, ponieważ wzór na obliczenie średnicy rury grzewczej może ulec zmianie w wyniku dodania nowych elementów do systemu.
Do dokładnych obliczeń potrzebny będzie specjalny program do obliczania średnicy rur grzewczych. Podobne pakiety oprogramowania można pobrać w wersjach demonstracyjnych ze strony niepełnosprawności obliczenia.
Obliczanie rozdzielacza grzewczego i tulei montażowych
Opisaną powyżej technologię obliczeniową można zastosować do wszystkich rodzajów zaopatrzenia w ciepło - jednorurowych, dwururowych i kolektorowych. Jednak w przypadku tego ostatniego konieczne jest prawidłowe obliczenie średnicy kolektora grzewczego.
Ten element grzejny jest niezbędny do rozprowadzenia chłodziwa w kilku obwodach. Jednocześnie obliczenie prawidłowej średnicy kolektora grzewczego nierozerwalnie wiąże się z obliczeniem optymalnego przekroju rurociągu. To kolejny etap projektowania systemu grzewczego.
Aby obliczyć średnicę rozdzielacza grzewczego, należy najpierw obliczyć przekrój rur zgodnie ze schematem opisanym powyżej. Następnie możesz użyć dość prostej formuły:
Przy określaniu wysokości i optymalna odległość Pomiędzy dyszami obowiązuje zasada „trzech średnic”. Zgodnie z nim odległość między rurami na konstrukcji powinna wynosić 6 promieni każda. Całkowita średnica kolektora grzewczego jest również równa tej wartości.
Ale oprócz tego elementu systemu często konieczne jest użycie dodatkowych. Jak sprawdzić średnicę tulei do rur grzewczych? Tylko poprzez wykonanie wstępnych obliczeń przekroju autostrad. Ponadto należy wziąć pod uwagę grubość ścian i materiał, z którego są wykonane. Od tego będzie zależeć konstrukcja tulei i stopień jej izolacji termicznej.
Na średnicę tulei do rur grzewczych wpływa materiał ściany i rury. Ważne jest, aby wziąć pod uwagę możliwy stopień rozszerzalności podczas podgrzewania powierzchni. Jeżeli średnica plastikowych rur grzewczych wynosi 20 mm, to ten sam parametr dla tulei musi wynosić co najmniej 24 mm.
Montaż tulei należy wykonać na zaprawa cementowa lub podobny materiał niepalny.
Dodatkowe dane do obliczania średnicy rur grzewczych
Po wybraniu średnicy rur do ogrzewania prywatnego domu należy wybrać odpowiedni materiał do ich produkcji, a także wziąć pod uwagę cechy systemu grzewczego. Na parametr ten wpływa układ autostrad, a także liczba zaworów odcinających i sterujących.
Oprócz znajomości średnicy rur w ogrzewaniu z obiegiem naturalnym należy wziąć pod uwagę wysokość pionu przyśpieszającego i dobrać odpowiednią wielkość jego przekroju. Powinien być włączony minimalna wysokość 1,5 w stosunku do innych elementów dostarczających ciepło. Aby zwiększyć prędkość ruchu płynu chłodzącego, średnica rur polipropylenowych zastosowanych w konstrukcji kolektora przyspieszającego musi być o jeden rozmiar większa niż średnica przewodu głównego.
Ważne jest również, aby wziąć pod uwagę grubość ścianek rurociągów. Zależy od materiału produkcyjnego i może wynosić od 0,5 mm (stal) do 5 mm (tworzywo sztuczne). Na wybór średnicy rury do systemu grzewczego prywatnego domu wpływa materiał produkcyjny. Dlatego zaleca się instalowanie plastikowych przewodów do systemów z wymuszony obieg. Ich średnica wewnętrzna może wynosić od 10 do 30 mm. Więcej informacji na temat grubości ścianek rur polimerowych do ogrzewania można znaleźć w tabeli.
Dla modele stalowe Należy wziąć pod uwagę nie tylko ich wymiary geometryczne, ale także ich wagę. Zależy to bezpośrednio od grubości ściany. Programy do obliczania średnicy rur grzewczych muszą posiadać funkcję obliczania środek ciężkości 1 m.p. stalowy główny.
Znając te dodatkowe cechy możesz dokonać najdokładniejszych obliczeń parametrów systemu grzewczego, w tym prawidłowy wybórśrednice rury grzewcze.
Materiał rury grzewczej
Oprócz właściwy wybórśrednice rur do dostarczania ciepła, musisz znać charakterystykę ich materiału produkcyjnego. Wpłynie to na straty ciepła w systemie, a także na złożoność instalacji.
Należy pamiętać, że obliczenia średnic rur grzewczych przeprowadza się dopiero po wybraniu materiału do ich produkcji. Obecnie do kompletowania systemów zaopatrzenia w ciepło wykorzystuje się kilka rodzajów rurociągów:
- Polimer. Wykonane są z polipropylenu lub polietylenu usieciowanego. Różnica jest dodatkowe komponenty dodawane w procesie produkcyjnym. Po obliczeniu średnicy rur polipropylenowych do dostarczania ciepła należy wybrać odpowiednią grubość ścianki. Waha się od 1,8 do 3 mm w zależności od parametrów maksymalnego ciśnienia w przewodach;
- Stal. Do niedawna była to najczęstsza opcja ogrzewania. Pomimo ponad dobrych właściwości wytrzymałościowych, rury stalowe mają wiele istotnych wad - złożona instalacja, stopniowe rdzewienie powierzchni i zwiększona chropowatość. Alternatywnie rury wykonane z stal nierdzewna. Jedna z ich cen jest o rząd wielkości wyższa niż „czarna”;
- Miedź. Według stanu technicznego i charakterystyka operacyjna rurociągi miedziane Czy najlepsza opcja. Charakteryzują się wystarczającą rozciągliwością, tj. jeśli zamarznie w nich woda, rura będzie się przez pewien czas rozszerzać, nie tracąc przy tym szczelności. Wadą jest wysoki koszt.
Oprócz prawidłowo dobranej i obliczonej średnicy rur, musisz zdecydować o sposobie ich połączenia. Zależy to również od materiału produkcyjnego. W przypadku polimerów stosuje się połączenie sprzęgające za pomocą spawania lub kleju (bardzo rzadko). Rurociągi stalowe montowany metodą spawania łukowego ( najlepsza jakość połączenia) lub metodą gwintową.
Średnica rur grzewczych: jak wybrać i obliczyć poprawnie
Dobór średnicy rur grzewczych: trudności w wyborze, procedura obliczania przekroju na podstawie mocy systemu i prędkości wody, dodatkowe obliczenia kolektora i wkładek.
Obliczanie średnicy rur grzewczych: łatwiejsze niż się wydaje
Podczas instalowania systemu grzewczego w domu niezwykle ważne jest obliczenie średnicy rur grzewczych. Pomoże to uniknąć niepotrzebnych strat ciepła i kosztów energii.
Ponadto średnica rur określa ich wymiary, które należy wziąć pod uwagę przy planowaniu projektu lokalu.
Obliczanie średnicy rur grzewczych
O obliczeniach hydraulicznych rur grzewczych
Materiał rury ma wielka wartość przy obliczaniu ich wymaganej średnicy
Aby obliczyć średnicę rur grzewczych dla domu lub mieszkania, musisz znać ich główne parametry, są to:
- materiał, z którego są wykonane (na przykład rury miedziane do ogrzewania);
- średnica wewnętrzna samych rur;
- podobny parametr dla okuć i okuć;
- wartość nominalna średnicy wewnętrznej;
- grubość ścianki rury.
Należy pamiętać, że nieprawidłowy dobór średnicy rur i jej nieuzasadnione zwiększenie w celu zwiększenia powierzchni wymiany ciepła z pewnością doprowadzi do spadku ciśnienia w instalacji i strat ciepła.
Dlatego konieczne jest obliczenie hydrauliczne dwururowego systemu grzewczego, mające na celu wybranie takich wartości średnicy wszystkich odcinków rurociągu, przy których w każdym z pierścieni cyrkulacyjnych ciśnienie przemieszczające obliczoną ilość chłodziwa (na jednostkę czas) przekroczy o 10 procent stratę ciśnienia spowodowaną oporem hydraulicznym.
Straty ciśnienia w obwodach cyrkulacyjnych dzielą się na straty powstałe na skutek tarcia oraz straty spowodowane lokalnym oporem.
Wzór na określenie średnicy rurociągu
Profesjonalne obliczanie średnic rur grzewczych jest dość skomplikowane i dostępne tylko dla specjalistów zajmujących się ogrzewaniem, dlatego opowiemy o jego uproszczonym schemacie.
Przy tych obliczeniach wzór na określenie rozmiaru rur grzewczych jest następujący:
Gdzie litery oznaczają:
- D to średnica rur w centymetrach;
- Q to obciążenie tej sekcji systemu, w kilowatach;
- ∆t - różnica temperatur pomiędzy zasilaniem i powrotem, w stopniach Celsjusza;
- V to prędkość chłodziwa w metrach na sekundę.
Warto zaznaczyć, że przy składaniu temperatura standardowa temperatura wody nie powinna być niższa niż 90°, na powrocie płyn chłodzący schładza się do 65/70°. Oznacza to, że wartość ∆t wynosi 20°.
Obliczanie obciążenia, czyli wymaganej mocy cieplnej układu
Aby określić minimum wymagana moc ogrzewania, można skorzystać z uproszczonego wzoru: Qt = V∙∆t∙K:860
Qt – wymagana moc cieplna w kilowatach na godzinę;
- V to objętość ogrzewanego pomieszczenia (wysokość∙długość∙szerokość) w metrach sześciennych;
- ∆t to różnica między temperaturą zewnętrzną a żądaną temperaturą w pomieszczeniu, w stopniach Celsjusza;
- K - współczynnik strat ciepła budynku;
- 860 oznacza konwersję na kW/godzinę.
Współczynnik strat ciepła budynku zależy od jego rodzaju, a także od izolacji termicznej pomieszczeń.
Obliczając rury grzewcze, możesz użyć tych uproszczonych wartości dla różne typy zabudowania:
- K równe 3/4 - budynek nie posiadający izolacji termicznej (uproszczona konstrukcja z drewna lub blachy falistej);
- K, co odpowiada 2/2,9 – niewielki stopień izolacyjności termicznej (konstrukcja budynku jest uproszczona, np. murowana pojedynczo, prosty projekt dachy i okna);
- K równa się 1/1,9 – średni poziom izolacji termicznej (standardowy projekt budynku, np. podwójny mur, mała liczba okien, standardowe pokrycie dachowe);
- K równe 0,6/0,9 – wysoki stopień termoizolacja (ulepszona konstrukcja budynku, ceglane ściany posiadają podwójną izolację termiczną, niewielką liczbę okien z podwójną ramą, podstawa podłóg jest ocieplona, dach wyposażony jest w wysokiej jakości izolację termiczną).
Przy obliczaniu średnicy rury grzewczej różnica między temperatura zewnętrzna powietrza i potrzebną temperaturę w pomieszczeniu, oblicza się na podstawie klimatu panującego w Twojej okolicy i stopnia komfortu, jaki planujesz uzyskać dzięki systemowi grzewczemu.
Weźmy na przykład pokój o wysokości sufitu 3 m, długości 5 m i szerokości 3 m. Zatem objętość pomieszczenia wynosi 3∙5∙3=45 m³.
Według specjalnych tabel średnia temperatura zimowa w regionie moskiewskim wynosi -28°. Na tym będziemy działać. Zgadzamy się, że temperatura w pokojach +20°C jest całkiem komfortowa. Zatem wartość ∆t: 28+20=48°.
Przyjmijmy wartość K jako 0,9.
Podstawiamy wszystkie wielkości do naszego wzoru: Qt=45∙48∙0,9:860. Po dokonaniu obliczeń otrzymujemy wymaganą moc instalacji grzewczej w tym pomieszczeniu: 2,26 kW/godz.
Prędkość chłodziwa
Minimalny poziom prędkości, jaki musi mieć płyn chłodzący, wynosi 0,2/0,25 m/s.
Jeśli prędkość jest niższa, z płynu chłodzącego zaczyna się uwalniać powietrze, co doprowadzi do powstania korków powietrznych w układzie.
Konsekwencją tego może być częściowa lub całkowita utrata wydajności grzewczej.
Górny poziom prędkości chłodziwa może wynosić 0,6/1,5 m/s. Jeśli się zastosujesz górny próg prędkość, pozwala to uniknąć powstawania hałasu hydraulicznego w układzie. 1,5 m/sek. i przyjmij ją jako żądaną wartość.
Teraz znając wszystkie potrzebne nam wartości, podstawiamy je do ostatecznego wzoru: D = √354∙(0,86∙2,26:20):1,5. W wyniku naszych obliczeń otrzymujemy przybliżoną liczbę wewnętrznej średnicy rur 12 mm.
Tabela do określania średnicy wewnętrznej rur.
Przykład tabeli do określania średnicy rur grzewczych
Oczywiście planując system grzewczy, najlepiej obliczyć średnicę rury za pomocą specjalnej tabeli, ponieważ nie będziesz w stanie zapamiętać wszystkich liczb i wzorów. Tabela wyraźnie wskazuje parametry, jakie ma dany płyn chłodzący, uwzględnia określone układy rurociągów, specyfikacje techniczne urządzenia grzewcze itp.
Dlatego przy obliczaniu rury + średnicy do ogrzewania konieczne jest skorzystanie z tabeli, ponieważ każdy z konkretnych systemów grzewczych (patrz bardziej szczegółowo rury polipropylenowe do ogrzewania, schematy ogrzewania z rur polipropylenowych) ma własne połączenie z urządzeniami i działa na konkretny płyn chłodzący - wodę, olej, płyn niezamarzający. Ponadto tabela uwzględnia również rodzaj obiegu: sztuczny lub naturalny.
Obliczanie średnicy rur grzewczych: jak wykonać obliczenia hydrauliczne układu dwururowego
46) Obliczanie średnicy rur grzewczych: jak wykonać obliczenia hydrauliczne układu dwururowego.
Dobór średnicy rur grzewczych
- Dobór materiału i dobór przekroju ceramiki sanitarnej
- Dobór średnicy rury system autonomiczny ogrzewanie
- Jaka średnica jest potrzebna? Przykład jego obliczenia
Zaopatrzenie w ciepło oznacza dostarczanie energii cieplnej, czyli gorącej wody lub pary, poprzez sieci ciepłownicze do systemu grzewczego odbiorców.
Przy obliczaniu rury polipropylenowej ważną rolę odgrywa średnica wewnętrzna.
Proces projektowania sieci grzewczych odbywa się zgodnie z SNiP 2.04.07-86. Maksymalne przepływy ciepła do ogrzewania są akceptowane zgodnie z odpowiednimi standardowymi projektami.
Na co należy zwrócić uwagę projektując systemy grzewcze? Jaka powinna być średnica rur grzewczych?
Dobór materiału i dobór przekroju ceramiki sanitarnej
Schemat (warstwa po warstwie) rury polipropylenowej.
Projektując system grzewczy, najważniejszy jest wybór materiału i dobór średnicy. Na podstawie tej wartości można prognozować straty ciepła w całym systemie grzewczym. Przekrój decyduje przepustowość i hydrodynamiki wspólny system rurociąg.
Obecnie produkty instalacyjne są wykonane ze stali, miedzi, metalu i plastiku, polipropylenu itp. Sekcje różnią się i zależą od mocy systemu i ogrzewanego obszaru. Instalacja grzewcza pracuje w godz tryb optymalny jeśli projekt rurociągu został wykonany prawidłowo. Oznacza to, że należy określić prawdopodobną utratę ciepła i podjąć próbę jej ograniczenia. W przeciwnym razie systemy grzewcze mogą nie sprostać swoim zadaniom.
Zakup rur do montażu sieć ciepłownicza produkowane zgodnie z właściwościami fizykochemicznymi materiału, długością i przekrojem rurociągu. Takie podejście jest kluczem do stworzenia ekonomicznej metody ogrzewania wysoka wydajność i nieprzerwaną pracę. Średnica wpływa na hydrodynamikę rurociągu. Jego wybór jest odpowiedzialnym zadaniem, od słuszna decyzja co decyduje o normalnym zaopatrzeniu w ciepło pomieszczeń i komfortowym mikroklimacie w zimnych porach roku.
Wybór średnicy rury autonomicznego systemu grzewczego
Tabela doboru średnic rur do ogrzewania.
Instalując rurociąg w prywatnym domku, należy skupić się na sposobie dostarczania chłodziwa do systemu grzewczego.
Jeśli jest scentralizowany, obliczenia przeprowadza się podobnie jak obliczenia podczas przewodzenia ciepła w mieszkaniu i nie ma potrzeby obliczania równowagi i zależności między przekrojem poprzecznym produktu a mocą pompy. Jeśli system jest autonomiczny, przekrój zależy od materiału i obwodu grzewczego.
Sieci z naturalnym obiegiem muszą być wyposażone w rury jednego odcinka, a wymuszony obieg - w innym. Wybór średnicy oznacza uwzględnienie ich przekrojów zewnętrznych i wewnętrznych. W zależności od średnicy wewnętrznej dokonuje się klasyfikacji:
Ważne jest, aby wiedzieć, że sekcje zewnętrzne i wewnętrzne będą się różnić grubością ścianki rury, może ona być różna i zależy od rodzaju materiału. Podczas instalacji system obowiązkowy Stosowane są rury o małych przekrojach, które są łatwe w montażu i ekonomiczne. Dobierany zgodnie z projektem systemu grzewczego. Im mniejszy przekrój, tym mniejsza ilość chłodziwa, którą należy podgrzać, co oznacza oszczędność czasu na nagrzewaniu i koszty materiałów dla energii.
Jaka średnica jest potrzebna? Przykład jego obliczenia
Idealna prędkość ruchu wody w rurociągu wynosi od 0,3 do 0,7 m/s. Wartości te należy wziąć pod uwagę przy wyborze średnicy rur grzewczych. Projektując sposób ogrzewania należy skorzystać z literatury przedmiotu i tabel w celu określenia optymalnej średnicy rury ogrzewanie dwururowe. Spójrzmy na prosty przykład. Przyjmujemy, że ogrzewana powierzchnia wynosi 30 metrów kwadratowych. Przede wszystkim dowiadujemy się o mocy grzewczej. Na każde 10 metrów kwadratowych pomieszczenia z izolowanymi ścianami i wysokością sufitu do 3 m zużywa się 1 kW.
W przypadku naszej opcji moc wyniesie 3 kW. Następnie dodajemy 20%, czyli rezerwę i otrzymujemy wartość 3,6 kW. W związku z tym, aby stworzyć komfortowy mikroklimat w zimnych porach roku, pomieszczenie musi być wyposażone w urządzenia grzewcze o mocy 3,6 kW. Jeśli w pomieszczeniu są okna, kupujemy grzejniki i umieszczamy je w miejscu przewidzianym w projekcie. Korzystając z tabeli szukamy wartości 3,6 kW (3600 W). Bierzemy pod uwagę górną wartość przepływ ciepła. Optymalna prędkość ruchu wody w obiegu grzewczym dla naszego przykładu wynosi 0,4 m/s, przepływ chłodziwa wynosi 158 kg/h. Aby ogrzać pokój o powierzchni 30 m2. m odpowiednia rura o średnicy 12 mm.
Po ustaleniu, jaka średnica jest potrzebna i poprawnie ją obliczyliśmy, otrzymujemy optymalna metoda ogrzewanie z dużą wydajnością i nieprzerwaną pracą.
Wybór średnicy rur do ogrzewania: przykład obliczeń, tabela
Jak wybrać właściwą średnicę rur grzewczych? Wybór średnicy oznacza uwzględnienie ich przekrojów zewnętrznych i wewnętrznych. Istnieje specyficzny algorytm obliczania średnicy.
Prawidłowe zaprojektowanie systemu grzewczego polega na uwzględnieniu wszystkich możliwych czynników wpływających na jego efektywność efektywności. Oprócz prawidłowego doboru głównych elementów, kotła, grzejników, grup bezpieczeństwa, należy poprawnie obliczyć przekrój przewodów. Aby to zrobić, musisz znać optymalną średnicę rur grzewczych: jak ją wybrać i obliczyć samodzielnie?
Trudności w doborze średnicy rur grzewczych
Wydawałoby się, że wybór średnicy rur do ogrzewania prywatnego domu nie jest trudnym zadaniem. Muszą jedynie zapewnić dostawę chłodziwa ze źródła jego ogrzewania do urządzeń dostarczających ciepło - grzejników i akumulatorów.
Jednak w praktyce niewłaściwie dobrana średnica lub rura zasilająca może prowadzić do znacznego pogorszenia działania całego systemu. Wyjaśnia to procesy zachodzące podczas ruchu wody wzdłuż autostrad. Aby to zrobić, musisz znać podstawy fizyki i hydrodynamiki. Aby nie wdawać się w gąszcz dokładnych obliczeń, można określić główne charakterystyki grzewcze, które bezpośrednio zależą od przekroju rurociągów:
- Prędkość ruchu chłodziwa. Wpływa nie tylko na wzrost hałasu podczas pracy grzewczej, ale jest także niezbędny do optymalnego rozprowadzania ciepła pomiędzy urządzeniami grzewczymi. Po prostu woda nie powinna mieć czasu na ochłodzenie się do minimalnego poziomu, gdy dotrze do ostatniego grzejnika w systemie;
- Objętość płynu chłodzącego. Zatem średnica rur z naturalnym obiegiem grzewczym musi być duża, aby ograniczyć straty powstałe na skutek tarcia cieczy o wewnętrzną powierzchnię przewodu. Jednak wraz z tym zwiększa się objętość chłodziwa, co pociąga za sobą wzrost kosztów jego ogrzewania;
- Straty hydrauliczne. Jeśli w systemie zastosowano różne średnice plastikowych rur grzewczych, wówczas na ich skrzyżowaniu nieuchronnie pojawi się różnica ciśnień, co doprowadzi do wzrostu strat hydraulicznych.
Jak dobrać średnicę rury grzewczej, aby po zamontowaniu nie trzeba było przerabiać całej instalacji grzewczej ze względu na wyjątkowo niską wydajność? Przede wszystkim należy wykonać prawidłowe obliczenia przekroju autostrad. Aby to zrobić, zaleca się użycie specjalnych programów i, w razie potrzeby, samodzielne sprawdzenie wyniku.
Na skrzyżowaniu średnice polipropylenowych rur grzewczych zmniejszają się z powodu przelewu. Zmniejszenie przekroju poprzecznego zależy od stopnia nagrzania podczas lutowania i zgodności z technologią montażu.
Procedura obliczania przekroju przewodów doprowadzających ciepło
Przed obliczeniem średnicy rury grzewczej należy określić ich podstawowe parametry geometryczne. Aby to zrobić, musisz znać główne cechy autostrad. Należą do nich nie tylko cechy użytkowe, ale także wymiary.
Każdy producent podaje wartość przekroju rury - średnicy. Ale w rzeczywistości zależy to od grubości ścianki i materiału produkcyjnego. Przed zakupem konkretnego modelu rurociągów należy znać następujące cechy oznaczania wymiarów geometrycznych:
- Obliczanie średnicy rur polipropylenowych do ogrzewania odbywa się z uwzględnieniem faktu, że producenci wskazują zewnętrzne wymiary gabarytowe. Aby obliczyć użyteczny przekrój, należy odjąć dwie grubości ścianek;
- Wymiary wewnętrzne podane są dla rurociągów stalowych i miedzianych.
Znając te cechy, możesz obliczyć średnicę kolektora grzewczego, rur i innych elementów do instalacji.
Wybierając polimerowe rury grzewcze, należy wyjaśnić obecność warstwy wzmacniającej w konstrukcji. Bez tego żyłka pod wpływem gorącej wody nie będzie miała odpowiedniej sztywności.
Wyznaczanie mocy cieplnej układu
Jak wybrać właściwą średnicę rur grzewczych i czy należy to robić bez obliczeń? W przypadku małego systemu grzewczego można obejść się bez skomplikowanych obliczeń. Ważne jest jedynie, aby znać następujące zasady:
- Optymalna średnica rur z naturalnym obiegiem grzewczym powinna wynosić od 30 do 40 mm;
- W przypadku układu zamkniętego z wymuszonym ruchem chłodziwa należy zastosować rury o mniejszym przekroju, aby wytworzyć optymalne ciśnienie i natężenie przepływu wody.
Do dokładnych obliczeń zaleca się skorzystanie z programu do obliczania średnicy rur grzewczych. Jeśli ich tam nie ma, możesz skorzystać z przybliżonych obliczeń. Najpierw musisz znaleźć moc cieplną systemu. Aby to zrobić, musisz użyć następującej formuły:
Q=(V*Δt*K)860
Gdzie Q– obliczona cieplna moc grzewcza, kW/h, V– objętość pomieszczenia (domu), m³, Δt– różnica między temperaturą zewnętrzną i wewnętrzną, °C, DO– obliczony współczynnik strat ciepła domu, 860 – wartość do przeliczenia uzyskanych wartości na akceptowalny format kW/h.
Największą trudność we wstępnym obliczeniu średnicy rur z tworzyw sztucznych do ogrzewania powoduje współczynnik korygujący K. Zależy to od izolacji termicznej domu. Najlepiej jest to zaczerpnąć z danych tabelarycznych.
Jako przykład obliczenia średnic rur polipropylenowych do ogrzewania można obliczyć wymaganą moc cieplną pomieszczenia o łącznej objętości 47 m³. W tym przypadku temperatura na zewnątrz wyniesie -23°C, a wewnątrz - +20°C. Odpowiednio różnica Δt będzie wynosić 43°C. Przyjmijmy współczynnik korygujący równy 1,1. Wtedy będzie wymagana moc cieplna.
Q=(47*43*1,1)/860=2,585 kW/godz
Kolejnym etapem wyboru średnicy rury grzewczej jest określenie optymalnej prędkości przepływu chłodziwa.
W przedstawionych obliczeniach nie uwzględniono poprawki na szorstkość nawierzchni wewnętrznej autostrad.
Prędkość wody w rurach
Optymalne ciśnienie płynu chłodzącego w przewodach jest niezbędne do równomiernego rozkładu energii cieplnej pomiędzy grzejnikami i grzejnikami. Aby prawidłowo dobrać średnice rur grzewczych, należy przyjąć optymalne wartości prędkości przepływu wody w rurociągach.
Warto pamiętać, że w przypadku przekroczenia intensywności ruchu chłodziwa w układzie mogą pojawić się obce dźwięki. Dlatego wartość ta powinna mieścić się w przedziale od 0,36 do 0,7 m/s. Jeżeli parametr będzie mniejszy, nieuchronnie wystąpią dodatkowe straty ciepła. Jeśli zostanie przekroczony, w rurociągach i grzejnikach pojawią się zakłócenia.
Do ostatecznego obliczenia średnicy rury grzewczej należy posłużyć się danymi z poniższej tabeli.
Podstawiając uzyskane wcześniej wartości do wzoru na obliczenie średnicy rury grzewczej, można określić, że optymalna średnica rury dla konkretnego pomieszczenia będzie wynosić 12 mm. To tylko przybliżone obliczenia. W praktyce eksperci zalecają dodanie 10-15% do uzyskanych wartości. Dzieje się tak, ponieważ wzór na obliczenie średnicy rury grzewczej może ulec zmianie w wyniku dodania nowych elementów do systemu.
Do dokładnych obliczeń potrzebny będzie specjalny program do obliczania średnicy rur grzewczych. Takie pakiety oprogramowania można pobrać w wersjach demonstracyjnych z ograniczonymi możliwościami obliczeniowymi.
Obliczanie rozdzielacza grzewczego i tulei montażowych
Opisaną powyżej technologię obliczeniową można zastosować do wszystkich rodzajów zaopatrzenia w ciepło - jednorurowych, dwururowych i kolektorowych. Jednak w przypadku tego ostatniego konieczne jest prawidłowe obliczenie średnicy kolektora grzewczego.
Ten element grzejny jest niezbędny do rozprowadzenia chłodziwa w kilku obwodach. Jednocześnie obliczenie prawidłowej średnicy kolektora grzewczego nierozerwalnie wiąże się z obliczeniem optymalnego przekroju rurociągu. To kolejny etap projektowania systemu grzewczego.
Aby obliczyć średnicę rozdzielacza grzewczego, należy najpierw obliczyć przekrój rur zgodnie ze schematem opisanym powyżej. Następnie możesz użyć dość prostej formuły:
M0=M1+M2+M3+M4
Gdzie M0– wymagana średnica kolektora, M1, M2, M3, M4– średnice podłączonych rurociągów.
Przy określaniu wysokości i optymalnej odległości pomiędzy dyszami stosuje się zasadę „trzech średnic”. Zgodnie z nim odległość między rurami na konstrukcji powinna wynosić 6 promieni każda. Całkowita średnica kolektora grzewczego jest również równa tej wartości.
Ale oprócz tego elementu systemu często konieczne jest użycie dodatkowych. Jak sprawdzić średnicę tulei do rur grzewczych? Tylko poprzez wykonanie wstępnych obliczeń przekroju autostrad. Ponadto należy wziąć pod uwagę grubość ścian i materiał, z którego są wykonane. Od tego będzie zależeć konstrukcja tulei i stopień jej izolacji termicznej.
Na średnicę tulei do rur grzewczych wpływa materiał ściany i rury. Ważne jest, aby wziąć pod uwagę możliwy stopień rozszerzalności podczas podgrzewania powierzchni. Jeżeli średnica plastikowych rur grzewczych wynosi 20 mm, to ten sam parametr dla tulei musi wynosić co najmniej 24 mm.
Montaż tulei należy wykonać na zaprawie cementowej lub podobnym niepalnym materiale.
Dodatkowe dane do obliczania średnicy rur grzewczych
Po wybraniu średnicy rur do ogrzewania prywatnego domu należy wybrać odpowiedni materiał do ich produkcji, a także wziąć pod uwagę cechy systemu grzewczego. Na parametr ten wpływa układ autostrad, a także liczba zaworów odcinających i sterujących.
Oprócz znajomości średnicy rur w ogrzewaniu z obiegiem naturalnym należy wziąć pod uwagę wysokość pionu przyśpieszającego i dobrać odpowiednią wielkość jego przekroju. Musi znajdować się na minimalnej wysokości 1,5 w stosunku do innych elementów grzejnych. Aby zwiększyć prędkość ruchu płynu chłodzącego, średnica rur polipropylenowych zastosowanych w konstrukcji kolektora przyspieszającego musi być o jeden rozmiar większa niż średnica przewodu głównego.
Ważne jest również, aby wziąć pod uwagę grubość ścianek rurociągów. Zależy od materiału produkcyjnego i może wynosić od 0,5 mm (stal) do 5 mm (tworzywo sztuczne). Na wybór średnicy rury do systemu grzewczego prywatnego domu wpływa materiał produkcyjny. Dlatego w przypadku systemów z wymuszonym obiegiem zaleca się instalowanie przewodów plastikowych. Ich średnica wewnętrzna może wynosić od 10 do 30 mm. Więcej informacji na temat grubości ścianek rur polimerowych do ogrzewania można znaleźć w tabeli.
W przypadku modeli stalowych należy wziąć pod uwagę nie tylko ich wymiary geometryczne, ale także ich wagę. Zależy to bezpośrednio od grubości ściany. Programy do obliczania średnicy rur grzewczych muszą posiadać funkcję obliczania ciężaru właściwego 1 m.p. stalowy główny.
Znając te dodatkowe cechy, można dokonać najdokładniejszych obliczeń parametrów systemu grzewczego, w tym prawidłowego doboru średnic rur grzewczych.
Materiał rury grzewczej
Oprócz prawidłowego doboru średnic rur do dostarczania ciepła, musisz znać właściwości ich materiału produkcyjnego. Wpłynie to na straty ciepła w systemie, a także na złożoność instalacji.
Należy pamiętać, że obliczenia średnic rur grzewczych przeprowadza się dopiero po wybraniu materiału do ich produkcji. Obecnie do kompletowania systemów zaopatrzenia w ciepło wykorzystuje się kilka rodzajów rurociągów:
- Polimer. Wykonane są z polipropylenu lub polietylenu usieciowanego. Różnica polega na dodatkowych komponentach dodawanych w procesie produkcyjnym. Po obliczeniu średnicy rur polipropylenowych do dostarczania ciepła należy wybrać odpowiednią grubość ścianki. Waha się od 1,8 do 3 mm w zależności od parametrów maksymalnego ciśnienia w przewodach;
- Stal. Do niedawna była to najczęstsza opcja ogrzewania. Pomimo ponad dobrych właściwości wytrzymałościowych, rury stalowe mają wiele istotnych wad - trudny montaż, stopniowe rdzewienie powierzchni i zwiększoną chropowatość. Alternatywnie można zastosować rury wykonane ze stali nierdzewnej. Jedna z ich cen jest o rząd wielkości wyższa niż „czarna”;
- Miedź. Pod względem właściwości technicznych i operacyjnych najlepszym rozwiązaniem są rurociągi miedziane. Charakteryzują się wystarczającą rozciągliwością, tj. jeśli zamarznie w nich woda, rura będzie się przez pewien czas rozszerzać, nie tracąc przy tym szczelności. Wadą jest wysoki koszt.
Oprócz prawidłowo dobranej i obliczonej średnicy rur, musisz zdecydować o sposobie ich połączenia. Zależy to również od materiału produkcyjnego. W przypadku polimerów stosuje się połączenie sprzęgające za pomocą spawania lub kleju (bardzo rzadko). Rurociągi stalowe montuje się metodą spawania łukowego (lepsza jakość połączeń) lub metodą gwintową.
Na filmie można zobaczyć przykład obliczenia średnicy rur w zależności od optymalnego natężenia przepływu chłodziwa:
Używając obliczenia hydrauliczne można dobrać odpowiednie średnice i długości rur, prawidłowo i szybko zrównoważyć instalację za pomocą zaworów grzejnikowych. Wyniki tych obliczeń pomogą Ci również wybrać odpowiednią pompę obiegową.
W wyniku obliczeń hydraulicznych konieczne jest uzyskanie następujących danych:
m to natężenie przepływu chłodziwa dla całego systemu grzewczego, kg/s;
ΔP - strata ciśnienia w systemie grzewczym;
ΔP 1, ΔP 2 ... ΔP n, - strata ciśnienia z kotła (pompy) do każdego grzejnika (od pierwszego do n-tego);
Przepływ chłodziwa
Przepływ chłodziwa oblicza się ze wzoru:
Cp- ciepło właściwe woda, kJ/(kg*stopień C); dla uproszczonych obliczeń przyjmujemy, że jest to równe 4,19 kJ/(kg*deg.C)
ΔPt - różnica temperatur na wlocie i wylocie; Zwykle bierzemy zasilanie i powrót z kotła
Kalkulator przepływu chłodziwa(tylko dla wody)
P = kW; Δt = o C; m = l/s
W ten sam sposób możesz obliczyć przepływ chłodziwa na dowolnym odcinku rury. Sekcje dobiera się tak, aby prędkość wody w rurze była taka sama. Zatem podział na sekcje następuje aż do tee lub przed redukcją. Konieczne jest zsumowanie mocy wszystkich grzejników, do których płyn chłodzący przepływa przez każdy odcinek rury. Następnie podstaw wartość do powyższego wzoru. Obliczenia te należy wykonać dla rur przed każdym grzejnikiem.
Prędkość chłodziwa
Następnie korzystając z uzyskanych wartości przepływu chłodziwa należy obliczyć dla każdego odcinka rur przed grzejnikami prędkość ruchu wody w rurach zgodnie ze wzorem:
gdzie V to prędkość ruchu chłodziwa, m/s;
m - przepływ chłodziwa przez odcinek rury, kg/s
ρ - gęstość wody, kg/m3 można przyjąć jako równą 1000 kg/m3.
f - powierzchnia przekroju rury, mkw. można obliczyć ze wzoru: π * r 2, gdzie r jest średnicą wewnętrzną podzieloną przez 2
Kalkulator prędkości chłodziwa
m = l/s; rura mm na mm; V= SM
Strata ciśnienia w rurze
ΔPp tr = R * L,
ΔPp tr - strata ciśnienia w rurze na skutek tarcia, Pa;
R - specyficzne straty tarcia w rurze, Pa/m; w literaturze referencyjnej producenta rur
L - długość przekroju, m;
Strata ciśnienia na lokalnych oporach
Lokalny opór na odcinku rury to opór na armaturze, armaturze, sprzęcie itp. Straty ciśnienia przy lokalnych oporach oblicza się ze wzoru:
gdzie Δp m.s. - strata ciśnienia przy lokalnych oporach, Pa;
Σξ - suma lokalnych współczynników oporu na miejscu; lokalne współczynniki rezystancji są podawane przez producenta dla każdej złączki
V - prędkość chłodziwa w rurociągu, m/s;
ρ - gęstość chłodziwa, kg/m3.
Wyniki obliczeń hydraulicznych
W rezultacie konieczne jest zsumowanie rezystancji wszystkich sekcji do każdego grzejnika i porównanie z wartościami kontrolnymi. Aby wbudowana pompa zapewniła ciepło wszystkim grzejnikom, strata ciśnienia na najdłuższym odgałęzieniu nie powinna przekraczać 20 000 Pa. Prędkość ruchu chłodziwa w dowolnym obszarze powinna mieścić się w przedziale 0,25 - 1,5 m/s. Przy prędkości powyżej 1,5 m/s w rurach może pojawić się hałas, dlatego zaleca się minimalną prędkość 0,25 m/s, aby uniknąć zapowietrzenia rur.
Aby wytrzymać powyższe warunki wystarczy dobrać odpowiednie średnice rur. Można to zrobić za pomocą tabeli.
To wskazuje całkowita moc grzejniki, z których rura dostarcza ciepło.
Szybki wybór średnic rur z tabeli
Do domów o powierzchni do 250 mkw. pod warunkiem, że dostępna jest 6-częściowa pompa i zawory termiczne grzejników, nie trzeba wykonywać pełnych obliczeń hydraulicznych. Średnice można wybrać z poniższej tabeli. Na krótkich odcinkach można nieznacznie przekroczyć moc. Obliczenia wykonano dla chłodziwa Δt=10 o C i v=0,5 m/s.
| Rura | Moc grzejnika, kW |
|---|---|
| Rura 14x2 mm | 1.6 |
| Rura 16x2 mm | 2,4 |
| Rura 16x2,2 mm | 2,2 |
| Rura 18x2 mm | 3,23 |
| Rura 20x2 mm | 4,2 |
| Rura 20x2,8 mm | 3,4 |
| Rura 25x3,5 mm | 5,3 |
| Rura 26x3 mm | 6,6 |
| Rura 32x3 mm | 11,1 |
| Rura 32x4,4 mm | 8,9 |
| Rura 40x5,5 mm | 13,8 |
Porozmawiaj o tym artykule, zostaw recenzję
W artykule rozważymy systemy z wymuszonym obiegiem. W nich ruch chłodziwa zapewnia ciągła praca pompa obiegowa. Przy doborze średnicy rur grzewczych przyjmuje się, że ich głównym zadaniem jest zapewnienie dostarczenia wymaganej ilości ciepła urządzenia grzewcze- grzejniki lub rejestry. Do obliczeń potrzebne będą następujące dane:
- Ogólne straty ciepła w domu lub mieszkaniu.
- Moc urządzenia grzewcze(grzejniki) w każdym pokoju.
- Długość rurociągu.
- Sposób okablowania instalacji (jednorurowa, dwururowa, z obiegiem wymuszonym lub naturalnym).
Oznacza to, że zanim zaczniesz obliczać średnice rur, najpierw oblicz całkowitą stratę ciepła, określ i oblicz. Musisz także zdecydować o sposobie okablowania. Korzystając z tych danych, sporządzasz diagram, a następnie zaczynasz obliczenia.
Na co jeszcze musisz zwrócić uwagę? Co jest oznaczone dla rur polipropylenowych i miedzianych OD, a wewnętrzny jest obliczany (odejmij grubość ściany). W przypadku stali i metalu i tworzywa sztucznego rozmiar wewnętrzny jest wskazany podczas znakowania. Więc nie zapomnij o tej małej rzeczy.
Jak wybrać średnicę rury grzewczej
Pozwól mi wyjaśnić. Zależy nam na dostawie do grzejników wymagana ilość ciepło i uzyskać równomierne ogrzewanie grzejników. W układach z wymuszonym obiegiem robimy to za pomocą rur, płynu chłodzącego i pompy. W zasadzie wystarczy „przewieźć” określoną ilość płynu chłodzącego przez określony czas. Istnieją dwie możliwości: zainstalować rury o mniejszej średnicy i dostarczać chłodziwo z większą prędkością lub wykonać system o większym przekroju, ale o mniejszym natężeniu ruchu. Zwykle wybierana jest pierwsza opcja. A oto dlaczego:
Ponieważ istnieje określony zestaw średnic i pewna ilość ciepła, które należy przez nie dostarczyć, nieuzasadnione jest obliczanie za każdym razem tego samego. Dlatego opracowano specjalne tabele, zgodnie z którymi w zależności od wymaganej ilości ciepła, prędkości przepływu chłodziwa i wskaźników temperatury układu określa się możliwy rozmiar. Oznacza to, że aby określić przekrój rur w systemie grzewczym, znajdź wymaganą tabelę i wybierz z niej odpowiedni przekrój.
Średnicę rur grzewczych obliczono według poniższego wzoru (można to obliczyć, jeśli chcesz). Następnie obliczone wartości zapisano w tabeli.
D - wymagana średnica rurociągu, mm
∆t° - delta temperatury (różnica pomiędzy zasilaniem i powrotem), °C
Q – obciążenie danego odcinka instalacji, kW – określona przez nas ilość ciepła potrzebna do ogrzania pomieszczenia
V - prędkość chłodziwa, m/s - wybierana z określonego zakresu.
W systemach indywidualne ogrzewanie prędkość ruchu chłodziwa może wynosić od 0,2 m/s do 1,5 m/s. Z doświadczenia operacyjnego wiadomo, że optymalna prędkość mieści się w przedziale 0,3 m/s - 0,7 m/s. Jeżeli płyn chłodzący porusza się wolniej, zatory powietrzne, jeśli jest szybszy, poziom hałasu znacznie wzrasta. Optymalny zakres prędkości wybrano w tabeli. Stoły są przeznaczone do różne typy rury: metalowe, polipropylenowe, metalowo-plastikowe, miedziane. Wartości obliczane są dla standardowych trybów pracy: wysokich i średnich temperatur. Aby proces selekcji był bardziej przejrzysty, spójrzmy na konkretne przykłady.
Obliczenia dla systemu dwururowego
Dostępny dwupiętrowy dom z ogrzewaniem, po dwa skrzydła na każdym piętrze. Będzie używany produkty polipropylenowe, tryb pracy 80/60 z deltą temperatury 20°C. Straty ciepła domu wynoszą 38 kW energii cieplnej. Pierwsze piętro ma 20 kW, drugie 18 kW. Schemat pokazano poniżej.
Schemat ogrzewania dwururowego dwupiętrowy dom. Prawica(kliknij, aby powiększyć)
Schemat ogrzewania dwururowego dla domu dwupiętrowego. Lewe skrzydło (kliknij, aby powiększyć)
Po prawej stronie znajduje się tabela, z której określimy średnicę. Różowawy obszar to strefa optymalnej prędkości chłodziwa.
Tabela do obliczania średnicy polipropylenowych rur grzewczych. Tryb pracy 80/60 z deltą temperatury 20°C (kliknij, aby powiększyć)
Zacznijmy obliczenia.
- Określamy, jaką rurę należy zastosować w obszarze od kotła do pierwszego odgałęzienia. Przez tę sekcję przechodzi cały czynnik chłodzący, a zatem przechodzi przez nią cała objętość ciepła wynosząca 38 kW. W tabeli znajdujemy odpowiednią linię, za jej pomocą dochodzimy do zabarwienia różowy strefy i idź w górę. Widzimy, że odpowiednie są dwie średnice: 40 mm, 50 mm. Z oczywistych względów wybieramy ten mniejszy – 40 mm.
- Spójrzmy jeszcze raz na diagram. W przypadku podziału przepływu 20 kW trafia na pierwsze piętro, a 18 kW na drugie piętro. W tabeli znajdujemy odpowiednie rzędy i określamy przekrój rur. Okazuje się, że dzielimy obie gałęzie o średnicy 32 mm.
- Każdy z obwodów jest podzielony na dwie gałęzie o równym obciążeniu. Na pierwszym piętrze po 10 kW po prawej i lewej stronie (20 kW/2=10 kW), na drugim piętrze po 9 kW każdy (18 kW/2)=9 kW). Korzystając z tabeli, znajdujemy odpowiednie wartości dla tych obszarów: 25 mm. Ten rozmiar jest nadal używany do obciążenie termiczne nie spadnie do 5 kW (widać z tabeli). Następny jest odcinek 20 mm. Na pierwszym piętrze idziemy 20 mm za drugim grzejnikiem (spójrz na obciążenie), na drugim - za trzecim. W tym miejscu istnieje jedna poprawka wynikająca ze zgromadzonego doświadczenia - lepiej przejść na 20 mm przy obciążeniu 3 kW.
Wszystko. Obliczane są średnice dla systemu dwururowego. W przypadku powrotu przekrój nie jest obliczany, a okablowanie jest wykonane z tych samych rur, co zasilanie. Mamy nadzieję, że metodologia jest jasna. Przeprowadzenie podobnych obliczeń nie będzie trudne, jeśli dostępne będą wszystkie dane początkowe. Jeśli zdecydujesz się na użycie innych rur, będziesz potrzebować innych tabel obliczonych dla potrzebnego materiału. Można ćwiczyć na tym systemie, ale dla trybu średniej temperatury 75/60 i delty 15°C (tabela znajduje się poniżej).
Tabela do obliczania średnicy polipropylenowych rur grzewczych. Tryb pracy 75/60 i delta 15 °C (kliknij, aby powiększyć)
Wyznaczanie średnicy rury dla instalacji jednorurowej z wymuszonym obiegiem
Zasada pozostaje ta sama, metodologia się zmienia. Skorzystajmy z innej tabeli, aby określić średnicę rur, stosując inną zasadę wprowadzania danych. W tym strefa optymalna prędkości ruchu chłodziwa są zaznaczone na niebiesko, wartości mocy nie są w kolumnie z boku, ale są wpisane w polu. Dlatego sam proces jest nieco inny.
Korzystając z tej tabeli, obliczamy wnętrześrednica rury dla pojedynczego piętra i sześciu grzejników połączonych szeregowo. Zacznijmy obliczenia:
Należy ponownie pamiętać, że powyższa tabela definiuje średnice wewnętrzne. Za ich pomocą można następnie znaleźć oznaczenia rur wykonanych z żądanego materiału.
Wydaje się, że nie powinno być problemów z obliczeniem średnicy rury grzewczej. Wszystko jest całkiem jasne. Dotyczy to jednak produktów polipropylenowych i metalowo-plastikowych - ich przewodność cieplna jest niska, a straty przez ściany nieznaczne, dlatego nie są brane pod uwagę przy obliczeniach. Kolejną rzeczą są metale - stal, stal nierdzewna i aluminium. Jeżeli długość rurociągu jest znaczna, straty na jego powierzchni będą znaczne.
Funkcje obliczania przekroju rur metalowych
W przypadku dużych systemów grzewczych z rurami metalowymi należy wziąć pod uwagę straty ciepła przez ściany. Straty nie są duże, ale na dłuższym dystansie mogą spowodować, że temperatura na ostatnich grzejnikach będzie bardzo niska ze względu na zły wybórśrednica
Obliczmy straty dla rura stalowa 40 mm przy grubości ścianki 1,4 mm. Straty oblicza się według wzoru:
q = k*3,14*(tв-tп)
q to strata ciepła na metr rury,
k jest liniowym współczynnikiem przenikania ciepła (dla tej rury wynosi 0,272 W*m/s);
tw - temperatura wody w rurze - 80°C;
tп - temperatura powietrza w pomieszczeniu - 22°C.
Zastępując wartości otrzymamy:
q = 0,272*3,15*(80-22)=49 W/s
Okazuje się, że na metr traci się prawie 50 W ciepła. Jeśli długość jest znaczna, może to mieć znaczenie krytyczne. Oczywiste jest, że im większy przekrój, tym większe będą straty. Jeśli chcesz wziąć pod uwagę te straty, to przy obliczaniu strat dodaj straty w rurociągu, aby zmniejszyć obciążenie termiczne grzejnika, a następnie, korzystając z wartości całkowitej, znajdź wymaganą średnicę.
Określenie średnicy rur instalacji grzewczej nie jest zadaniem łatwym
Ale w przypadku indywidualnych systemów grzewczych wartości te zwykle nie są krytyczne. Ponadto przy obliczaniu strat ciepła i mocy sprzętu obliczone wartości są najczęściej zaokrąglane w górę. Daje to pewien margines, który pozwala nie wykonywać tak skomplikowanych obliczeń.
Ważne pytanie: skąd zdobyć stoliki? Prawie wszystkie strony internetowe producentów mają takie tabele. Można go przeczytać bezpośrednio ze strony lub pobrać samodzielnie. Ale co zrobić, jeśli nadal nie znalazłeś tabel niezbędnych do obliczeń. Można skorzystać z opisanego poniżej systemu doboru średnicy lub można to zrobić inaczej.
Pomimo tego, że podczas zaznaczania różne rury są wskazane różne znaczenia(wewnętrzne lub zewnętrzne), z pewnym błędem można je zrównać. Korzystając z poniższej tabeli, można znaleźć typ i oznaczenie znanej średnicy wewnętrznej. Można od razu znaleźć odpowiedni rozmiar rury wykonanej z innego materiału. Na przykład musisz obliczyć średnicę rury metalowo-plastikowe ogrzewanie. Nie znalazłeś stołu dla MP. Ale jest jeden dla polipropylenu. Wybierz rozmiary dla PPR, a następnie skorzystaj z tej tabeli, aby znaleźć analogi w MP. Oczywiście wystąpi błąd, ale w przypadku systemów z wymuszonym obiegiem jest to dopuszczalne.
Tabela korespondencji różne typy rury (kliknij, aby powiększyć)
Korzystając z tej tabeli, można łatwo określić średnice wewnętrzne rur instalacji grzewczej i ich oznaczenia.
Dobór średnicy rury do ogrzewania
Metoda ta nie opiera się na obliczeniach, ale na wzorze, który można dość łatwo prześledzić w analizie duża ilość systemy grzewcze. Zasada ta została opracowana przez instalatorów i jest przez nich stosowana w małych systemach dla prywatnych domów i mieszkań.
Średnicę rur można łatwo wybrać, postępując zgodnie z poniższymi wskazówkami pewna zasada(kliknij, aby powiększyć)
Większość kotłów grzewczych ma dwa rozmiary rur zasilających i powrotnych: ¾ i ½ cala. Za pomocą tej rury rura jest prowadzona aż do pierwszego odgałęzienia, a następnie przy każdym odgałęzieniu rozmiar zmniejsza się o jeden stopień. W ten sposób możesz określić średnicę rur grzewczych w mieszkaniu. Instalacje są zazwyczaj małe – od trzech do ośmiu grzejników w systemie, maksymalnie – dwie lub trzy gałęzie, po jednym lub dwóch grzejnikach na każdej. Dla takiego układu proponowana metoda jest doskonałym wyborem. Sytuacja jest praktycznie taka sama w przypadku małych domów prywatnych. Ale jeśli są już dwa piętra i bardziej rozbudowany system, to trzeba liczyć i pracować ze stołami.
Wyniki
Jeśli system nie jest bardzo skomplikowany i rozgałęziony, średnicę rur instalacji grzewczej można obliczyć niezależnie. Aby to zrobić, musisz mieć dane dotyczące strat ciepła w pomieszczeniu i mocy każdego grzejnika. Następnie za pomocą tabeli można określić przekrój rury, który poradzi sobie z dostarczeniem wymaganej ilości ciepła. Cięcie skomplikowanych, wieloelementowych obwodów lepiej powierzyć profesjonalistom. W ostateczności przelicz to sam, ale postaraj się przynajmniej zasięgnąć porady.
Projektując system grzewczy, bardzo ważny jest nie tylko wybór materiału rury (stal, miedź, metaloplastyk, polipropylen itp.), ale także obliczenie wymaganej średnicy rury grzewczej. Ten parametr określa przepustowość rury i pokazuje, ile chłodziwa można przez nią przetransportować w jednostce czasu. A to z kolei wpływa na „rozgałęzienie” i długość rurociągu, a także na liczbę grzejniki które można podłączyć do systemu. Ponadto znając średnicę rur, można przewidzieć straty ciepła w systemie.
Średnica rury i jej wpływ na sprawność systemu grzewczego
System grzewczy działa efektywnie tylko wtedy, gdy projekt rurociągu jest wykonany prawidłowo. Już na etapie planowania ważne jest obliczenie prawdopodobnych strat ciepła i podjęcie próby ich maksymalnego ograniczenia. W przeciwnym razie, pomimo imponujących kosztów energii, system grzewczy nie poradzi sobie w pełni ze swoimi zadaniami.
Kupując rury, należy wziąć pod uwagę nie tylko właściwości fizyczne i chemiczne materiału, ale także długość i średnicę rurociągu. Takie podejście pozwoli stworzyć ekonomiczny system grzewczy o dużej wydajności.
Przekrój rur wpływa na hydrodynamikę rurociągu, dlatego wybór średnicy rur grzewczych nie może być dokonany bezmyślnie.
Wiele osób uważa, że wraz ze wzrostem średnicy rur grzewczych wzrasta wydajność samego systemu. Ale to stwierdzenie jest błędne. Kiedy bezpodstawnie duża średnica ciśnienie w instalacji grzewczej spada, osiągając wartości minimalne, co prowadzi do braku ogrzewania w domu.
Jak wybrać średnicę rury, jeśli planujesz zainstalować rurociąg w prywatnym domku? Przede wszystkim skup się na sposobie dostarczania chłodziwa do systemu grzewczego. Jeśli jesteś podłączony do scentralizowanej sieci, obliczenia przeprowadza się w taki sam sposób, jak w przypadku przewodzenia ciepła w mieszkaniu.
Ale jeśli twój dom jest wyposażony w autonomiczny system grzewczy, średnica zależy od materiału rur i schematu ogrzewania. Na przykład w przypadku sieci z naturalnym obiegiem chłodziwa potrzebne będą rury o jednej średnicy, a po dodaniu pompy do systemu potrzebna będzie inna.
Niuanse przy wyborze średnicy rur instalacji grzewczej
Opis średnic rur
Wybierając średnicę rur grzewczych, zwykle koncentruje się na następujących cechach:
- średnica wewnętrzna jest głównym parametrem określającym wielkość produktów;
- średnica zewnętrzna - w zależności od tego wskaźnika rury są klasyfikowane:
- mała średnica – od 5 do 102 mm;
- średni – od 102 do 406 mm;
- duże – ponad 406 mm.
- średnica konwencjonalna - wartość średnicy zaokrąglona do liczb całkowitych i wyrażona w calach (na przykład 1″, 2″ itd.), czasami w ułamkach cala (na przykład 3/4″).
Duża lub mała średnica
Jeśli interesuje Cię sposób obliczenia średnicy rury grzewczej, zapoznaj się z naszymi zaleceniami. Zewnętrzne i wewnętrzne odcinki rury będą się różnić o wielkość równą grubości ścianki tej rury. Ponadto grubość różni się w zależności od materiału użytego do wykonania produktów.
Specjaliści uważają, że podczas instalowania wymuszonego systemu grzewczego średnica rur powinna być jak najmniejsza. I nie bez powodu:
- im mniejsza średnica rur z tworzywa sztucznego do systemu grzewczego, tym mniejsza ilość płynu chłodzącego wymaga podgrzania (oszczędność czasu na ogrzewaniu i pieniędzy na energii);
- w miarę zmniejszania się przekroju rur prędkość przepływu wody w systemie maleje;
- rury o małej średnicy są łatwiejsze w montażu;
- rurociągi wykonane z rur o małych średnicach są bardziej opłacalne ekonomicznie.
Nie oznacza to jednak, że wbrew konstrukcji systemu grzewczego należy zakupić rury o średnicy mniejszej niż uzyskana w obliczeniach. Jeśli rury będą za małe, system będzie głośny i nieefektywny.
Istnieją określone wartości opisujące idealną prędkość ruchu chłodziwa w systemie grzewczym - jest to zakres od 0,3 do 0,7 m/s. Radzimy ich przestrzegać.
Obliczanie średnicy rur grzewczych
Aby zrozumieć, jak pracować z tabelą średnic i jak wybrać średnicę rur podczas układania rurociągu grzewczego, rozważ typowe obliczenia dla pomieszczenia o powierzchni 20 m2:
- Najpierw dowiadujemy się, ile energii cieplnej potrzeba do ogrzania konkretnego pomieszczenia w domu. Na każde 10 m2 powierzchni (pod warunkiem, że ściany są ocieplone, a wysokość sufitu nie przekracza 3 m) potrzeba 1 kW mocy cieplnej.
- W naszym przypadku jest to 20 m 2, a zatem 2 kW.
- Dodajemy 20% rezerwy i wychodzi nam 2,4 kW. Oznacza to, że należy stworzyć wygodne warunki temperaturowe w takim pomieszczeniu należy zapewnić ogrzewanie o mocy 2,4 kW. Opisane obliczenia można wykonać za pomocą
- Korzystając z tabeli średnic wewnętrznych rur, znajdujemy wartość mocy 2,4 kW (2400 W), następnie patrzymy na górną wartość przepływu ciepła. Na przydzielonym obszarze niebieski, przedstawiono optymalną prędkość ruchu płynu w systemie grzewczym, o której wspomniano wcześniej w naszym artykule. Warto zaznaczyć, że w przedstawionej tabeli przedstawiono wartości wszystkich parametrów dla dwururowej instalacji grzewczej, biorąc pod uwagę różnicę temperatur cieczy na wlocie do rurociągu i na wylocie.
Podsumujmy więc pracę za pomocą tabeli. Do ogrzania pomieszczenia o powierzchni 20 m2 odpowiednia jest rura o przekroju 8 mm. W tym przypadku prędkość chłodziwa wyniesie 0,6 m/s, jego zużycie wyniesie 105 kg/h, a moc cieplna wyniesie 2453 W. Można zastosować rury o średnicy 10 mm, wówczas prędkość ruchu będzie wynosić 0,4 m/s, natężenie przepływu będzie wynosić 110 kg/h, a przepływ ciepła będzie wynosić 2555 W.