Prawidłowa konstrukcja systemu grzewczego musi uwzględniać wszystkie możliwe czynniki wpływające na jego wydajność. Oprócz prawidłowego wyboru głównych elementów, kotła, grzejników, grup bezpieczeństwa, przekrój sieci powinien być poprawnie obliczony. Aby to zrobić, musisz znać optymalną średnicę rur grzewczych: jak sam wybrać i obliczyć?
Trudności w wyborze średnicy rur grzewczych
Wydawałoby się - wybór średnicy rur do ogrzewania prywatnego domu nie jest trudnym zadaniem. Powinny one tylko zapewniać dostarczanie chłodziwa ze źródła jego ogrzewania do urządzeń dostarczających ciepło - grzejników, akumulatorów.
Ale w praktyce nieprawidłowo dobrana średnica kolektora grzewczego lub rury zasilającej może prowadzić do znacznego pogorszenia działania całego układu. Wynika to z procesów zachodzących podczas ruchu wody wzdłuż autostrad. Aby to zrobić, musisz znać podstawy fizyki i hydrodynamiki. Aby nie wchodzić w dżunglę dokładnych obliczeń, możesz określić główne cechy ogrzewania, które bezpośrednio zależą od przekroju rurociągów:
- Prędkość płynu chłodzącego. Wpływa nie tylko na wzrost hałasu podczas pracy źródła ciepła, ale jest również niezbędny do optymalnego rozkładu ciepła między urządzeniami grzewczymi. Po prostu woda nie powinna mieć czasu na ochłodzenie do minimalnego poziomu po dotarciu do ostatniego grzejnika w systemie;
- Ilość płynu chłodzącego. Tak więc średnica rur z naturalnym obiegiem ogrzewania powinna być duża, aby zmniejszyć straty spowodowane tarciem cieczy na wewnętrznej powierzchni rurociągu. Jednak wraz z tym zwiększa się objętość chłodziwa, co pociąga za sobą wzrost kosztów jego ogrzewania;
- Straty hydrauliczne. Jeśli system wykorzystuje do ogrzewania rury o różnych średnicach, wówczas na ich połączeniu nieuchronnie wystąpi różnica ciśnień, co doprowadzi do wzrostu strat hydraulicznych.
Jak wybrać średnicę rury do ogrzewania, aby po instalacji nie trzeba było przerabiać całego systemu grzewczego z powodu wyjątkowo niskiej wydajności? Przede wszystkim należy wykonać prawidłowe obliczenie przekroju autostrad. Aby to zrobić, zaleca się użycie specjalnych programów i, jeśli to konieczne, ręcznie sprawdzić wynik samodzielnie.
Na skrzyżowaniu średnice rur polipropylenowych do ogrzewania są zmniejszone z powodu nakładki. Zmniejszenie przekroju zależy od stopnia nagrzewania podczas lutowania i zgodności z technologią instalacji.
Procedura obliczania przekroju przewodów doprowadzających ciepło
Przed obliczeniem średnicy rury grzewczej konieczne jest określenie ich podstawowych parametrów geometrycznych. Aby to zrobić, musisz znać główne cechy autostrad. Należą do nich nie tylko wydajność, ale także rozmiar.
Każdy producent wskazuje wartość przekroju rury - średnicę. Ale w rzeczywistości zależy to od grubości ściany i materiału, z którego jest wykonany. Przed uzyskaniem określonego modelu rurociągów musisz znać następujące cechy oznaczenia wymiarów geometrycznych:
- Obliczenie średnicy rur polipropylenowych do ogrzewania odbywa się z uwzględnieniem faktu, że producenci wskazują zewnętrzne wymiary ogólne. Aby obliczyć użyteczny przekrój, należy odjąć dwie grubości ścianek;
- W przypadku rur stalowych i miedzianych podane są wymiary wewnętrzne.
Znając te cechy, możesz obliczyć średnicę kolektora grzewczego, rur i innych elementów do instalacji.
Wybierając polimerowe rury grzewcze, konieczne jest wyjaśnienie obecności warstwy wzmacniającej w projekcie. Bez tego linia narażona na gorącą wodę nie będzie miała niezbędnej sztywności.
Określenie mocy cieplnej układu
Jak wybrać średnicę rur do ogrzewania i czy należy to zrobić bez obliczonych danych? W przypadku małego systemu grzewczego można obejść się bez skomplikowanych obliczeń. Ważne jest tylko, aby znać następujące zasady:
- Optymalna średnica rur z naturalnym obiegiem ogrzewania powinna wynosić od 30 do 40 mm;
- W przypadku systemu zamkniętego z wymuszonym ruchem chłodziwa należy zastosować mniejsze rury, aby uzyskać optymalne ciśnienie i szybkość przepływu wody.
W celu dokładnego obliczenia zaleca się użycie programu do obliczenia średnicy rur grzewczych. Jeśli nie są, możesz użyć przybliżonych obliczeń. Najpierw musisz znaleźć moc cieplną systemu. Aby to zrobić, użyj następującej formuły:
Q = (V * Δt * K) 860
Gdzie Q - obliczona moc grzewcza, kW / h,V. - objętość pomieszczenia (domu), m³,Δt - różnica między temperaturami na ulicy i wewnątrz, ° C,DO - szacowany współczynnik strat ciepła w domu,860 - wartość do przeliczenia uzyskanych wartości na dopuszczalny format kW / h.
Największą trudność we wstępnym obliczeniu średnicy rur z tworzywa sztucznego do ogrzewania wynika ze współczynnika korygującego K. Zależy to od izolacji cieplnej domu. Najlepiej jest pobrać ze stołu.
| Współczynnik K | Stopień izolacji termicznej budynku |
| 3-4 | Minimalna izolacja termiczna |
| 2-2,9 | Minimalna izolacja elewacji - ceglana podszewka. |
| 1-1,9 | Średnia izolacja termiczna |
| 0,6-0,9 | Zainstalowana jest wysokiej jakości izolacja domu, nowoczesne okna i drzwi |
Jako przykład obliczenia średnic rur polipropylenowych do ogrzewania można obliczyć wymaganą moc cieplną pomieszczenia o łącznej objętości 47 m³. W takim przypadku temperatura zewnętrzna wyniesie -23 ° C, a wewnątrz - + 20 ° C. Odpowiednio różnica Δt będzie wynosić 43 ° C. Współczynnik korygujący przyjmuje się jako 1,1. Wtedy wymagana będzie moc cieplna.
Q = (47 * 43 * 1,1) / 860=2,585 kW / h
Następnym krokiem przy wyborze średnicy rury do ogrzewania jest określenie optymalnej prędkości płynu chłodzącego.
Przedstawione obliczenia nie uwzględniają korekty chropowatości wewnętrznej powierzchni linii.
Prędkość wody w rurach
Optymalne ciśnienie wymiany ciepła w sieci jest niezbędne do równomiernego rozłożenia energii cieplnej na grzejniki i akumulatory. W celu prawidłowego wyboru średnic rur grzewczych należy przyjąć optymalne wartości prędkości posuwu wody w rurociągach.
Warto pamiętać, że jeśli natężenie płynu chłodzącego zostanie przekroczone, w systemie może pojawić się zewnętrzny hałas. Dlatego wartość ta powinna wynosić od 0,36 do 0,7 m / s. Jeśli parametr jest mniejszy, nieuchronnie wystąpią dodatkowe straty ciepła. Jeśli zostanie przekroczony, w rurociągach i grzejnikach pojawi się konstrukcja hałasu.
Do ostatecznego obliczenia średnicy rury grzewczej użyj danych z poniższej tabeli.
Podstawiając wzór do obliczania średnicy rury grzewczej we wcześniej uzyskanych wartościach, możesz ustalić, że optymalna średnica rury dla określonego pomieszczenia wyniesie 12 mm. To tylko szacunek. W praktyce eksperci zalecają dodanie 10-15% do uzyskanych wartości. Wynika to z faktu, że wzór obliczania średnicy rury grzewczej może ulec zmianie z powodu dodania nowych elementów do systemu.
Do dokładnych obliczeń potrzebny jest specjalny program do obliczania średnicy rur grzewczych. Podobne systemy oprogramowania można pobrać w wersji demo z ograniczonymi możliwościami obliczeń.
Obliczanie kolektora grzewczego i tulei montażowych
Powyższą technologię obliczeniową można zastosować do wszystkich rodzajów dostaw ciepła - pojedynczej rury, podwójnej rury i kolektora. Jednak w tym ostatnim przypadku konieczne jest prawidłowe obliczenie średnicy kolektora grzewczego.
Ten element grzewczy jest niezbędny do dystrybucji płynu chłodzącego w kilku obwodach. W takim przypadku obliczenie prawidłowej średnicy kolektora grzewczego jest nierozerwalnie związane z obliczeniem optymalnego odcinka rurociągu. To kolejny etap projektowania systemu zaopatrzenia w ciepło.
Aby obliczyć średnicę kolektora grzewczego, należy najpierw obliczyć przekrój rur zgodnie z powyższym schematem. Następnie możesz użyć dość prostej formuły:
M0 = M1 + M2 + M3 + M4
Gdzie M0 - żądana średnica kolektora,M1, M2, M3, M4 - średnice podłączonych rurociągów.
Przy określaniu wysokości i optymalnej odległości między dyszami stosuje się zasadę „trzech średnic”. Według niego odległość rur na konstrukcji powinna wynosić 6 promieni każdy. Całkowita średnica kolektora grzewczego jest również równa tej wartości.
Ale oprócz tego elementu systemu często konieczne jest zastosowanie dodatkowych. Jak znaleźć średnicę tulei do rur grzewczych? Tylko poprzez wstępne obliczenie przekroju autostrad. Ponadto należy wziąć pod uwagę grubość ścian i materiał ich produkcji. Konstrukcja tulei, stopień jej izolacji termicznej będzie zależeć od tego.
Na wartość średnicy tulei do ogrzewania rur ma wpływ materiał ściany, a także rura. Ważne jest, aby wziąć pod uwagę możliwy stopień rozszerzalności podczas ogrzewania powierzchni. Jeśli średnice plastikowych rur grzewczych wynoszą 20 mm, ten sam parametr dla tulei powinien wynosić co najmniej 24 mm.
Montaż rękawa należy wykonać na zaprawie cementowej lub podobnym niepalnym materiale.
Dodatkowe dane do obliczania średnicy rur doprowadzających ciepło
Po wybraniu średnicy rur do ogrzewania prywatnego domu musisz poprawnie wybrać ich materiał produkcyjny, a także wziąć pod uwagę cechy systemu grzewczego. Na ten parametr wpływa układ linii, a także liczba zaworów odcinających i sterujących.
Oprócz znajomości średnicy rur w ogrzewaniu z naturalnym obiegiem należy wziąć pod uwagę wysokość przyspieszającego pionu i wybrać odpowiedni rozmiar dla jego przekroju. Powinna mieć minimalną wysokość 1,5 w stosunku do innych elementów dostarczających ciepło. Aby zwiększyć prędkość płynu chłodzącego, średnica rur polipropylenowych zastosowanych w konstrukcji wzmacniacza musi być o jeden rozmiar większa niż średnica głównej linii.
Ważne jest również wzięcie pod uwagę grubości ścianek rurociągów. Zależy to 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 ma wpływ materiał produkcyjny. Dlatego zaleca się instalowanie plastikowych linii w systemach z wymuszonym obiegiem. Ich wewnętrzna średnica 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 masę. To zależy bezpośrednio od grubości ściany. W programach do obliczania średnicy rur grzewczych musi istnieć funkcja obliczania ciężaru właściwego 1 m. linia stalowa.
Znając te dodatkowe cechy, możesz dokonać najdokładniejszego obliczenia parametrów systemu grzewczego, w tym prawidłowego doboru średnic rur grzewczych.
Jeśli potrzebujesz obliczyć tylko przekrój sieci przewodzącej ciepło, możesz skorzystać z bezpłatnych wersji demonstracyjnych profesjonalnych programów.
Materiał do produkcji rur grzewczych
Oprócz prawidłowego wyboru średnic 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 obliczenie średnic rur grzewczych przeprowadza się dopiero po wybraniu materiału do ich produkcji. Obecnie do ukończenia systemów zaopatrzenia w ciepło stosuje się kilka rodzajów rurociągów:
- Polimer. Wykonane są z polipropylenu lub usieciowanego polietylenu. Różnica polega na dodatkowych komponentach dodawanych podczas procesu produkcyjnego. Po obliczeniu średnicy rur polipropylenowych do dostarczania ciepła należy wybrać odpowiednią grubość ich ściany. Zmienia się od 1,8 do 3 mm, w zależności od parametrów maksymalnego ciśnienia w przewodach;
- Stal. Do niedawna był to najczęstszy układ ogrzewania. Pomimo dobrych właściwości wytrzymałościowych, rury stalowe mają wiele istotnych wad - skomplikowany montaż, stopniowe rdzewienie powierzchni i zwiększona szorstkość. Alternatywnie można zastosować rury wykonane ze stali nierdzewnej. Jedną z ich wartości jest rząd wielkości wyższy niż „czarni”;
- Miedź. Zgodnie z charakterystyką techniczną i operacyjną najlepszym rozwiązaniem są rurociągi miedziane. Charakteryzują się wystarczającym rozciąganiem, tj. jeśli woda w nich zamarznie, rura rozszerzy się przez pewien czas bez utraty szczelności. Wadą jest wysoki koszt.
Oprócz prawidłowo dobranych i obliczonych średnic rur musisz określić metodę ich połączenia. To zależy również od materiału, z którego wykonano. W przypadku polimerów połączenie tulejowe stosuje się przez spawanie lub na bazie kleju (bardzo rzadko). Rurociągi stalowe montuje się za pomocą spawania łukowego (złącza najwyższej jakości) lub metodą gwintową.
W materiale wideo można zobaczyć przykład obliczenia średnicy rur w zależności od optymalnego natężenia przepływu chłodziwa:
