El disseny correcte del sistema de calefacció és tenir en compte tots els possibles factors d’influència sobre la seva eficiència. A més de la correcta selecció dels components principals, caldera, radiadors, grups de seguretat, s'ha de calcular correctament la secció de la xarxa. Per fer-ho, cal conèixer el diàmetre òptim dels tubs de calefacció: com triar-lo i calcular-lo tu mateix?
Dificultats per triar el diàmetre de les canonades de calefacció
Semblaria: l’elecció del diàmetre de les canonades per escalfar una casa privada no és una tasca difícil. Només han d’assegurar l’entrega del refrigerant des de la font del seu escalfament als dispositius d’alimentació tèrmica (radiadors, bateries.
Però, a la pràctica, un diàmetre incorrecte del col·lector de calefacció o el tub de subministrament pot comportar un deteriorament significatiu del funcionament de tot el sistema. Això es deu als processos que es produeixen durant el moviment de l'aigua per les carreteres. Per fer-ho, heu de conèixer els fonaments bàsics de la física i la hidrodinàmica. Per no entrar a la selva de càlculs precisos, podeu determinar les principals característiques de la calefacció, que depenen directament de la secció transversal de les canonades:
- Velocitat del refrigerant. No només afecta l’augment del soroll durant l’operació del subministrament de calor, sinó que també és necessari per a la distribució òptima de la calor entre els dispositius de calefacció. Simplement, l’aigua no hauria de tenir temps per refredar-se al nivell mínim en arribar al darrer radiador del sistema;
- Volum de refrigerant. Per tant, el diàmetre de les canonades amb circulació natural de la calefacció ha de ser gran per tal de reduir les pèrdues per fregament del líquid a la superfície interior de la canonada. Tanmateix, juntament amb això, augmenta el volum del refrigerant, cosa que comporta un augment del cost de l'escalfament;
- Pèrdues hidràuliques. Si el sistema utilitza diferents diàmetres de canonades de plàstic per escalfar, inevitablement hi haurà una diferència de pressió en la seva unió, la qual cosa comportarà un augment de les pèrdues hidràuliques.
Com triar el diàmetre de la canonada per escalfar, de manera que a la instal·lació no heu de tornar a refer tot el sistema de calefacció per l’eficiència extremadament baixa? En primer lloc, heu de realitzar el càlcul correcte de la secció transversal de les carreteres. Per a això, es recomana utilitzar programes especials i, si es vol, comproveu manualment el resultat.
A la cruïlla, els diàmetres de les canonades de polipropilè per a la calefacció es redueixen a causa de la superposició. La reducció de la secció depèn del grau de calefacció durant la soldadura i del compliment de la tecnologia de la instal·lació.
El procediment per calcular la secció transversal de les línies de subministrament de calor
Abans de calcular el diàmetre del tub de calefacció, cal determinar els seus paràmetres geomètrics bàsics. Per fer-ho, heu de conèixer les principals característiques de les carreteres. Aquests inclouen no només el rendiment, sinó també la mida.
Cada fabricant indica el valor de la secció de la canonada - diàmetre. Però, de fet, depèn del gruix de la paret i del material de fabricació. Abans d’adquirir un model de canonades determinat, heu de conèixer les següents característiques de la designació de dimensions geomètriques:
- El càlcul del diàmetre de les canonades de polipropilè per a la calefacció es fa tenint en compte que els fabricants indiquen les dimensions generals exteriors. Per calcular la secció útil cal restar dos gruixos de paret;
- Per a canonades d'acer i coure, es donen dimensions internes.
Sabent aquestes característiques, podeu calcular el diàmetre del col·lector de calefacció, les canonades i altres components per a la seva instal·lació.
A l’hora d’escollir canonades de calefacció de polímer, cal aclarir la presència d’una capa de reforç en el disseny. Sense ella, quan s’exposi a aigua calenta, la línia no tindrà la rigidesa necessària.
Determinació de la potència tèrmica del sistema
Com triar el diàmetre de les canonades per escalfar i s’ha de fer sense dades calculades? Per a un sistema de calefacció petit, podeu fer-ho sense càlculs complexos. Només és important conèixer les següents regles:
- El diàmetre òptim de les canonades amb circulació natural de la calefacció ha de ser de 30 a 40 mm;
- Per a un sistema tancat amb moviment forçat del refrigerant, s’han d’utilitzar canonades de secció més petita per crear una pressió i un cabal d’aigua òptims.
Per a un càlcul precís, es recomana utilitzar el programa per calcular el diàmetre de les canonades de calefacció. Si no ho són, podeu fer càlculs aproximats. Primer cal trobar la potència tèrmica del sistema. Per fer-ho, utilitzeu la fórmula següent:
Q = (V * Δt * K) 860
On P - potència de calefacció calculada, kW / h,V - volum de l'habitació (casa), m³,Δt - la diferència entre la temperatura al carrer i la de dins, a ° C,PER - el coeficient estimat de pèrdua de calor a casa,860 - el valor per traduir els valors obtinguts a un format acceptable de kW / h.
Les majors dificultats per al càlcul previ del diàmetre de les canonades de plàstic per a la calefacció són causades pel factor de correcció K. Depèn de l’aïllament tèrmic de la casa. El millor és pres de la taula.
| Coeficient K | El grau d’aïllament tèrmic de l’edifici |
| 3-4 | Aïllament tèrmic mínim |
| 2-2,9 | Aïllament mínim de la façana - folre de maó. |
| 1-1,9 | Aïllament tèrmic mitjà |
| 0,6-0,9 | Hi ha instal·lats aïllaments de gran qualitat, finestres i portes modernes |
Com a exemple de càlcul dels diàmetres de les canonades de polipropilè per a la calefacció, podeu calcular la producció de calor necessària d’una habitació amb un volum total de 47 m³. En aquest cas, la temperatura exterior serà de -23 ° C, i a l’interior de + 20 ° C. Per tant, la diferència Δt serà de 43 ° C. El factor de correcció es considera 1.1. Aleshores serà la potència tèrmica necessària.
P = (47 * 43 * 1,1) / 860=2.585 kW / h
El següent pas per triar el diàmetre de la canonada per escalfar és determinar la velocitat òptima del refrigerant.
Els càlculs presentats no tenen en compte la correcció de la rugositat de la superfície interior de les línies.
Velocitat de l'aigua en canonades
La pressió òptima del transportador de calor a la xarxa és necessària per a la distribució uniforme de l’energia tèrmica sobre radiadors i bateries. Per a la correcta selecció dels diàmetres de les canonades de calefacció, s’han de tenir els valors òptims de la velocitat d’avançament de l’aigua a les canonades.
Cal recordar que, quan se supera la intensitat del refrigerant, es pot produir un soroll estrany al sistema. Per tant, aquest valor hauria de ser igual de 0,36 a 0,7 m / s. Si el paràmetre és menor, inevitablement es produiran pèrdues de calor addicionals. Si es supera, apareixerà la producció de soroll a les canonades i radiadors.
Per al càlcul final del diàmetre del tub de calefacció, utilitzeu les dades de la taula següent.
Substituint la fórmula per calcular el diàmetre del tub de calefacció en els valors obtinguts anteriorment, es pot determinar que el diàmetre òptim de la canonada per a una habitació determinada serà de 12 mm. Això només és una estimació. A la pràctica, els experts recomanen afegir 10-15% als valors obtinguts. Això és degut a que la fórmula per calcular el diàmetre del tub de calefacció pot canviar a causa de l’addició de nous components al sistema.
Per a un càlcul precís, necessitareu un programa especial per calcular el diàmetre de les canonades de calefacció. Es poden descarregar sistemes de programari similars en una demostració amb capacitats de càlcul limitades.
Càlcul del col·lector de calefacció i mànigues de muntatge
La tecnologia de càlcul anterior es pot aplicar a tot tipus de subministrament de calor: canonada única, doble canonada i col·lector. Tanmateix, per a aquest últim, cal fer un càlcul correcte del diàmetre del col·lector de calefacció.
Aquest element calefactor és necessari per a la distribució del refrigerant en diversos circuits. En aquest cas, el càlcul del diàmetre correcte del col·lector de calefacció està vinculat inextricablement amb el càlcul de la secció òptima de la canonada. Aquesta és la següent etapa en el disseny d'un sistema de subministrament de calor.
Per calcular el diàmetre del col·lector de calefacció, primer cal calcular la secció de les canonades segons l’esquema anterior. A continuació, podeu fer servir una fórmula bastant simple:
M0 = M1 + M2 + M3 + M4
On M0 - el diàmetre desitjat del col·lector,M1, M2, M3, M4 - diàmetres de les canonades connectades.
A l’hora de determinar l’altura i la distància òptima entre els broquets, s’aplica el principi de “tres diàmetres”. Segons ell, la distància de les canonades de l'estructura hauria de ser de 6 radis cadascuna. El diàmetre total del col·lector de calefacció també és igual a aquest valor.
Però, a més d'aquest component del sistema, sovint cal aplicar-ne d'altres. Com esbrinar el diàmetre de la funda per escalfar canonades? Només mitjançant un càlcul previ de la secció d’autopistes. A més, cal tenir en compte el gruix de les parets i el material de la seva fabricació. D’aquest disseny dependrà el grau d’aïllament tèrmic.
El valor del diàmetre de la funda per a canonades de calefacció està afectat pel material de la paret, així com per la canonada. És important tenir en compte el possible grau d’expansió a l’hora d’escalfar la superfície. Si el diàmetre de les canonades de plàstic de calefacció és de 20 mm, el mateix paràmetre per a la funda hauria de ser com a mínim de 24 mm.
La instal·lació de la funda s’ha de fer sobre un morter de ciment o un material similar incombustible.
Dades addicionals per calcular el diàmetre de les canonades de subministrament de calor
Després d’haver escollit el diàmetre de les canonades per escalfar una casa privada, heu d’escollir correctament el seu material de fabricació i també tingueu en compte les característiques del sistema de calefacció. Aquest paràmetre està afectat pel disseny de les línies, així com pel nombre de vàlvules de tancament i control.
A més de conèixer el diàmetre de les canonades a la calefacció amb circulació natural, cal tenir en compte l’alçada del aixecador accelerat i triar la mida adequada per a la seva secció. Hauria d'estar a una alçada mínima de 1,5 en relació amb altres elements de subministrament de calor. Per augmentar la velocitat del refrigerant, el diàmetre de les canonades de polipropilè utilitzades en el disseny del reforç ha de ser una mida més gran que la de la línia principal.
També és important considerar el gruix de paret de les canonades. Depèn del material de fabricació i pot variar des de 0,5 mm (acer) fins a 5 mm (plàstic). L'elecció del diàmetre de canonada per al sistema de calefacció d'una casa privada està influenciada pel material de fabricació. Per tant, es recomana instal·lar línies de plàstic per a sistemes amb circulació forçada. El seu diàmetre interior pot variar de 10 a 30 mm. Podeu trobar més informació sobre el gruix de paret de les canonades de polímer per a la calefacció a la taula.
Per als models d’acer, cal tenir en compte no només les seves dimensions geomètriques, sinó també la massa. Depèn directament del gruix de la paret. En els programes de càlcul del diàmetre de les canonades de calefacció, ha de ser necessàriament una funció per calcular la gravetat específica d’1 m. línia d’acer.
Coneixent aquestes característiques addicionals, podeu fer el càlcul més exacte dels paràmetres del sistema de calefacció, inclosa la correcta selecció dels diàmetres dels tubs de calefacció.
Si només cal calcular la secció transversal de les fonts de conducció de calor, podeu utilitzar versions de demostració gratuïtes de programes professionals.
Material per fabricar canonades de calefacció
A més de l'elecció correcta dels diàmetres de canonades per al subministrament de calor, cal conèixer les característiques del seu material de fabricació. Això afectarà la pèrdua de calor del sistema, així com la complexitat de la instal·lació.
Cal recordar que el càlcul dels diàmetres de les canonades de calefacció només es realitza després de seleccionar el material de la seva fabricació. Actualment, s'utilitzen diversos tipus de canonades per completar els sistemes de subministrament de calor:
- Polímer. Són de polipropilè o polietilè de reticulat. La diferència rau en els components addicionals afegits durant el procés de fabricació. Després de calcular el diàmetre de les canonades de polipropilè per al subministrament de calor, heu de triar el gruix correcte de la seva paret. Varia d’1,8 a 3 mm, depenent dels paràmetres de la pressió màxima a les línies;
- Acer. Fins fa poc, aquest era el sistema de calefacció més comú. Malgrat les seves característiques més que bones de resistència, les canonades d’acer presenten diversos inconvenients: instal·lació complicada, corrosió gradual de la superfície i augment de la rugositat. Alternativament, es poden utilitzar canonades d’acer inoxidable. Un dels seus valors és un ordre de magnitud superior als "negres";
- Coure. Segons les característiques tècniques i operatives, les canalitzacions de coure són la millor opció. Es caracteritzen per un estirament suficient, és a dir. si l’aigua es congela, la canonada s’expandirà durant algun temps sense pèrdua d’estanquitat. El desavantatge és l’elevat cost.
A més dels diàmetres de canonada seleccionats i calculats correctament, heu de determinar el mètode de la seva connexió. També depèn del material de fabricació. Per als polímers, s’utilitza una connexió de funda per soldadura o bé de forma adhesiva (molt poques vegades). Les canonades d’acer es munten mitjançant soldadura d’arc (juntes de la millor qualitat) o mètode roscat.
Al material de vídeo, podeu veure un exemple de càlcul del diàmetre de les canonades en funció del cabal òptim del refrigerant:
