El diseño correcto del sistema de calefacción es tener en cuenta todos los posibles factores de influencia en su eficiencia. Además de la selección correcta de los componentes principales, caldera, radiadores, grupos de seguridad, la sección transversal de la red eléctrica debe calcularse correctamente. Para hacer esto, necesita conocer el diámetro óptimo de las tuberías de calefacción: ¿cómo elegirlo y calcularlo usted mismo?
Dificultades para elegir el diámetro de las tuberías de calefacción.
Parecería que la elección del diámetro de las tuberías para calentar una casa privada no es una tarea difícil. Solo deben garantizar la entrega del refrigerante desde la fuente de su calentamiento a los dispositivos de suministro de calor: radiadores, baterías.
Pero en la práctica, un diámetro incorrectamente seleccionado del múltiple de calefacción o tubería de suministro puede conducir a un deterioro significativo en la operación de todo el sistema. Esto se debe a los procesos que ocurren durante el movimiento del agua a lo largo de las carreteras. Para hacer esto, necesita conocer los conceptos básicos de física e hidrodinámica. Para no entrar en la jungla de cálculos precisos, puede determinar las características principales de la calefacción, que dependen directamente de la sección transversal de las tuberías:
- Velocidad del refrigerante. Afecta no solo el aumento del ruido durante el funcionamiento del suministro de calor, sino que también es necesario para la distribución óptima del calor entre los dispositivos de calentamiento. Simplemente, el agua no debería tener tiempo para enfriarse al nivel mínimo al llegar al último radiador del sistema;
- Volumen de refrigerante. Por lo tanto, el diámetro de las tuberías con circulación natural de calefacción debe ser grande para reducir las pérdidas debidas a la fricción del líquido en la superficie interna de la tubería. Sin embargo, junto con esto, aumenta el volumen del refrigerante, lo que implica un aumento en el costo de calentarlo;
- Pérdidas hidráulicas. Si el sistema utiliza diferentes diámetros de tuberías de plástico para calentar, inevitablemente se producirá una diferencia de presión en su unión, lo que conducirá a un aumento de las pérdidas hidráulicas.
¿Cómo elegir el diámetro de la tubería para la calefacción, de modo que después de la instalación no tenga que rehacer todo el sistema de calefacción debido a la eficiencia extremadamente baja? En primer lugar, debe realizar el cálculo correcto de la sección transversal de las carreteras. Para hacer esto, se recomienda utilizar programas especiales y, si lo desea, verificar manualmente el resultado usted mismo.
En la unión, los diámetros de las tuberías de polipropileno para calefacción se reducen debido a la superposición. La reducción en la sección transversal depende del grado de calentamiento durante la soldadura y el cumplimiento de la tecnología de instalación.
El procedimiento para calcular la sección transversal de las líneas de suministro de calor.
Antes de calcular el diámetro de la tubería de calentamiento, es necesario determinar sus parámetros geométricos básicos. Para hacer esto, necesita conocer las características principales de las carreteras. Estos incluyen no solo el rendimiento, sino también el tamaño.
Cada fabricante indica el valor de la sección de la tubería: diámetro. Pero, de hecho, depende del grosor de la pared y del material de fabricación. Antes de adquirir un determinado modelo de tuberías, debe conocer las siguientes características de la designación de dimensiones geométricas:
- El cálculo del diámetro de las tuberías de polipropileno para calefacción se realiza teniendo en cuenta el hecho de que los fabricantes indican las dimensiones generales externas. Para calcular la sección útil, es necesario restar dos espesores de pared;
- Para tuberías de acero y cobre, se dan las dimensiones internas.
Conociendo estas características, puede calcular el diámetro del colector de calefacción, tuberías y otros componentes para la instalación.
Al elegir tuberías de calefacción de polímeros, es necesario aclarar la presencia de una capa de refuerzo en el diseño. Sin ella, cuando se expone al agua caliente, la línea no tendrá la rigidez necesaria.
Determinación de la potencia térmica del sistema.
¿Cómo elegir el diámetro de las tuberías para calentar y debe hacerse sin datos calculados? Para un sistema de calefacción pequeño, puede prescindir de cálculos complejos. Solo es importante conocer las siguientes reglas:
- El diámetro óptimo de las tuberías con circulación natural de calefacción debe ser de 30 a 40 mm;
- Para un sistema cerrado con movimiento forzado del refrigerante, se deben usar tuberías más pequeñas para crear una presión y un caudal de agua óptimos.
Para un cálculo preciso, se recomienda utilizar el programa para calcular el diámetro de las tuberías de calefacción. Si no lo son, puede usar cálculos aproximados. Primero necesita encontrar la potencia térmica del sistema. Para hacer esto, use la siguiente fórmula:
Q = (V * Δt * K) 860
Dónde Q - potencia de calentamiento calculada, kW / h,V - volumen de la habitación (casa), m³,Δt - la diferencia entre las temperaturas en la calle y en el interior, ° C,A - el coeficiente estimado de pérdida de calor en el hogar,860 - el valor para traducir los valores obtenidos a un formato aceptable de kW / h.
Las mayores dificultades en el cálculo preliminar del diámetro de las tuberías de plástico para calefacción son causadas por el factor de corrección K. Depende del aislamiento térmico de la casa. Es mejor tomarlo de la mesa.
| Coeficiente K | El grado de aislamiento térmico del edificio. |
| 3-4 | Aislamiento térmico mínimo |
| 2-2,9 | Mínimo aislamiento de la fachada - revestimiento de ladrillo. |
| 1-1,9 | Aislamiento térmico medio |
| 0,6-0,9 | Aislamiento de alta calidad de la casa, se instalan ventanas y puertas modernas |
Como ejemplo de cálculo de los diámetros de las tuberías de polipropileno para calefacción, puede calcular la producción de calor requerida de una habitación con un volumen total de 47 m³. En este caso, la temperatura exterior será de -23 ° C y la temperatura interior de + 20 ° C. En consecuencia, la diferencia Δt será de 43 ° C. Se considera que el factor de corrección es 1.1. Entonces la potencia térmica requerida será.
Q = (47 * 43 * 1.1) /860=2.585 kW / h
El siguiente paso para elegir el diámetro de la tubería para el calentamiento es determinar la velocidad óptima del refrigerante.
Los cálculos presentados no tienen en cuenta la corrección de la rugosidad de la superficie interna de las líneas.
Velocidad del agua en tuberías
La presión óptima de transferencia de calor en la red eléctrica es necesaria para una distribución uniforme de la energía térmica sobre los radiadores y las baterías. Para la correcta selección de los diámetros de las tuberías de calefacción, se deben tomar los valores óptimos de la velocidad de avance del agua en las tuberías.
Vale la pena recordar que si se excede la intensidad del refrigerante, puede producirse ruido extraño en el sistema. Por lo tanto, este valor debe ser igual a 0.36 a 0.7 m / s. Si el parámetro es menor, inevitablemente se producirán pérdidas de calor adicionales. Si se excede, la construcción de ruido aparecerá en las tuberías y radiadores.
Para el cálculo final del diámetro de la tubería de calefacción, use los datos de la tabla a continuación.
Sustituyendo en la fórmula para calcular el diámetro de la tubería de calentamiento en los valores obtenidos previamente, se puede determinar que el diámetro óptimo de la tubería para una habitación en particular será de 12 mm. Esto es solo una estimación. En la práctica, los expertos recomiendan agregar 10-15% a los valores obtenidos. Esto se debe a que la fórmula para calcular el diámetro de la tubería de calentamiento puede cambiar debido a la adición de nuevos componentes al sistema.
Para un cálculo preciso, necesitará un programa especial para calcular el diámetro de las tuberías de calefacción. Se pueden descargar sistemas de software similares en una demostración con capacidades de cálculo limitadas.
Cálculo del colector de calefacción y manguitos de montaje.
La tecnología de cálculo anterior se puede aplicar a todos los tipos de suministro de calor: tubería simple, tubería doble y colector. Sin embargo, para este último, es necesario hacer el cálculo correcto del diámetro del múltiple de calentamiento.
Este elemento calefactor es necesario para la distribución del refrigerante en varios circuitos. En este caso, el cálculo del diámetro correcto del colector de calentamiento está indisolublemente vinculado con el cálculo de la sección transversal óptima de la tubería. Esta es la siguiente etapa en el diseño de un sistema de suministro de calor.
Para calcular el diámetro del múltiple de calentamiento, primero debe calcular la sección transversal de las tuberías de acuerdo con el esquema anterior. Entonces puedes usar una fórmula bastante simple:
M0 = M1 + M2 + M3 + M4
Dónde M0 - el diámetro deseado del colector,M1, M2, M3, M4 - diámetros de las tuberías conectadas.
Al determinar la altura y la distancia óptima entre las boquillas, se aplica el principio de "tres diámetros". Según él, la lejanía de las tuberías en la estructura debe ser de 6 radios cada una. El diámetro total del múltiple de calentamiento también es igual a este valor.
Pero además de este componente del sistema, a menudo es necesario aplicar otros adicionales. ¿Cómo averiguar el diámetro de la manga para calentar tuberías? Solo realizando un cálculo preliminar de la sección transversal de las carreteras. Además, debe tener en cuenta el grosor de las paredes y el material de su fabricación. El diseño de la manga, el grado de su aislamiento térmico dependerá de esto.
El valor del diámetro del manguito para calentar tuberías se ve afectado por el material de la pared, así como por la tubería. Es importante tener en cuenta el posible grado de expansión al calentar la superficie. Si los diámetros de las tuberías de calefacción de plástico son de 20 mm, entonces el mismo parámetro para el manguito debe ser de al menos 24 mm.
La instalación del manguito debe realizarse en un mortero de cemento o material incombustible similar.
Datos adicionales para calcular el diámetro de las tuberías de suministro de calor.
Después de elegir el diámetro de las tuberías para calentar una casa privada, debe elegir su material de fabricación correctamente y también tener en cuenta las características del sistema de calefacción. Este parámetro se ve afectado por el diseño de las líneas, así como por el número de válvulas de cierre y control.
Además de conocer el diámetro de las tuberías en calefacción con circulación natural, es necesario tener en cuenta la altura del elevador acelerador y elegir el tamaño correcto para su sección transversal. Debe estar a una altura mínima de 1.5 en relación con otros elementos de suministro de calor. Para aumentar la velocidad del refrigerante, el diámetro de los tubos de polipropileno utilizados en el diseño del refuerzo debe ser un tamaño mayor que el de la línea principal.
También es importante tener en cuenta el grosor de la pared de las tuberías. Depende del material de fabricación y puede variar de 0,5 mm (acero) a 5 mm (plástico). La elección del diámetro de la tubería para el sistema de calefacción de una casa privada está influenciada por el material de fabricación. Por lo tanto, se recomienda instalar líneas de plástico para sistemas con circulación forzada. Su diámetro interno puede variar de 10 a 30 mm. Puede encontrar más información sobre el grosor de la pared de las tuberías de polímero para calefacción en la tabla.
Para los modelos de acero, es necesario tener en cuenta no solo sus dimensiones geométricas, sino también la masa. Depende directamente del grosor de la pared. En los programas para calcular el diámetro de las tuberías de calefacción, debe haber necesariamente una función para calcular la gravedad específica de 1 m. linea de acero.
Conociendo estas características adicionales, puede realizar el cálculo más preciso de los parámetros del sistema de calefacción, incluida la selección correcta de los diámetros de las tuberías de calefacción.
Si necesita calcular solo la sección transversal de las tuberías principales conductoras de calor, puede usar versiones de demostración gratuitas de programas profesionales.
Material para la fabricación de tubos de calefacción.
Además de la elección correcta de los diámetros de las tuberías para el suministro de calor, debe conocer las características de su material de fabricación. Esto afectará la pérdida de calor del sistema, así como la complejidad de la instalación.
Debe recordarse que el cálculo de los diámetros de las tuberías de calefacción se lleva a cabo solo después de seleccionar el material de su fabricación. Actualmente, se utilizan varios tipos de tuberías para completar los sistemas de suministro de calor:
- Polímero. Están hechas de polipropileno o polietileno reticulado. La diferencia radica en los componentes adicionales agregados durante el proceso de fabricación. Después de calcular el diámetro de las tuberías de polipropileno para el suministro de calor, debe elegir el grosor correcto de su pared. Varía de 1.8 a 3 mm, dependiendo de los parámetros de la presión máxima en las líneas;
- Acero. Hasta hace poco, esta era la disposición de calefacción más común. A pesar de sus características de resistencia más que buenas, las tuberías de acero tienen varios inconvenientes significativos: instalación complicada, oxidación gradual de la superficie y mayor rugosidad. Alternativamente, se pueden utilizar tuberías de acero inoxidable. Uno de sus valores es un orden de magnitud más alto que los "negros";
- Cobre. Según las características técnicas y operativas, las tuberías de cobre son la mejor opción. Se caracterizan por un estiramiento suficiente, es decir. Si el agua se congela en ellos, la tubería se expandirá por algún tiempo sin pérdida de estanqueidad. La desventaja es el alto costo.
Además de los diámetros de tubería calculados y seleccionados correctamente, debe determinar el método de conexión. También depende del material de fabricación. Para los polímeros, se utiliza una conexión de manguito mediante soldadura o adhesiva (muy raramente). Las tuberías de acero se montan utilizando soldadura por arco (juntas de mejor calidad) o método roscado.
En el material de video, puede ver un ejemplo de cálculo del diámetro de las tuberías en función del caudal óptimo del refrigerante:
