O design correto do sistema de aquecimento deve levar em consideração todos os possíveis fatores de influência em sua eficiência. Além da seleção correta dos componentes principais, caldeiras, radiadores, grupos de segurança, a seção transversal da rede elétrica deve ser calculada corretamente. Para fazer isso, você precisa conhecer o diâmetro ideal dos tubos de aquecimento: como escolher e calcular você mesmo?
Dificuldades na escolha do diâmetro dos tubos de aquecimento
Parece - a escolha do diâmetro dos tubos para o aquecimento de uma casa particular não é uma tarefa difícil. Eles só devem garantir a entrega do líquido de refrigeração da fonte de seu aquecimento para os dispositivos de suprimento de calor - radiadores, baterias.
Mas, na prática, um diâmetro selecionado incorretamente do coletor de aquecimento ou do tubo de suprimento pode levar a uma deterioração significativa na operação de todo o sistema. Isso ocorre devido aos processos que ocorrem durante o movimento da água pelas rodovias. Para fazer isso, você precisa conhecer os conceitos básicos de física e hidrodinâmica. Para não entrar na selva de cálculos precisos, você pode determinar as principais características do aquecimento, que dependem diretamente da seção transversal dos dutos:
- Velocidade do líquido de refrigeração. Afeta não apenas o aumento do ruído durante a operação do suprimento de calor, mas também é necessário para a distribuição ideal de calor entre os dispositivos de aquecimento. Simplesmente, a água não deve ter tempo para esfriar ao nível mínimo ao atingir o último radiador no sistema;
- Volume do líquido de refrigeração. Portanto, o diâmetro dos tubos com circulação natural de aquecimento deve ser grande para reduzir as perdas devido ao atrito do líquido na superfície interna da tubulação. No entanto, juntamente com isso, o volume do líquido de refrigeração aumenta, o que implica um aumento no custo de aquecimento;
- Perdas hidráulicas. Se o sistema usar diferentes diâmetros de tubos de plástico para aquecimento, ocorrerá inevitavelmente uma diferença de pressão em sua junção, o que levará a um aumento nas perdas hidráulicas.
Como escolher o diâmetro do tubo para aquecimento, para que, após a instalação, você não precise refazer todo o sistema de aquecimento por causa da eficiência extremamente baixa? Antes de tudo, você deve executar o cálculo correto da seção transversal das rodovias. Para fazer isso, é recomendável usar programas especiais e, se desejado, verificar manualmente o resultado.
Na junção, os diâmetros dos tubos de polipropileno para aquecimento são reduzidos devido à sobreposição. A redução na seção transversal depende do grau de aquecimento durante a soldagem e da conformidade com a tecnologia de instalação.
O procedimento para calcular a seção transversal das linhas de suprimento de calor
Antes de calcular o diâmetro do tubo de aquecimento, é necessário determinar seus parâmetros geométricos básicos. Para isso, é necessário conhecer as principais características das rodovias. Isso inclui não apenas desempenho, mas também tamanho.
Cada fabricante indica o valor da seção do tubo - diâmetro. Mas, de fato, depende da espessura da parede e do material de fabricação. Antes de adquirir um determinado modelo de tubulações, é necessário conhecer os seguintes recursos da designação de dimensões geométricas:
- O cálculo do diâmetro dos tubos de polipropileno para aquecimento é feito levando em consideração o fato de que os fabricantes indicam as dimensões gerais externas. Para calcular a seção útil, é necessário subtrair duas espessuras de parede;
- Para tubulações de aço e cobre, são fornecidas dimensões internas.
Conhecendo esses recursos, é possível calcular o diâmetro do coletor de aquecimento, tubulações e outros componentes para instalação.
Ao escolher tubos de aquecimento de polímero, é necessário esclarecer a presença de uma camada de reforço no projeto. Sem ela, quando exposta à água quente, a linha não terá a rigidez necessária.
Determinação da energia térmica do sistema
Como escolher o diâmetro dos tubos para aquecimento e isso deve ser feito sem dados calculados? Para um pequeno sistema de aquecimento, você pode fazer isso sem cálculos complexos. É importante apenas conhecer as seguintes regras:
- O diâmetro ideal dos tubos com circulação natural de aquecimento deve ser de 30 a 40 mm;
- Para um sistema fechado com movimento forçado do líquido de refrigeração, tubos de seção transversal menor devem ser usados para criar a taxa ideal de pressão e fluxo de água.
Para um cálculo preciso, é recomendável usar o programa para calcular o diâmetro dos tubos de aquecimento. Caso contrário, você pode usar cálculos aproximados. Primeiro você precisa encontrar a energia térmica do sistema. Para fazer isso, use a seguinte fórmula:
Q = (V * Δt * K) 860
Onde Q - potência calculada de aquecimento, kW / h,V - volume do quarto (casa), m³,Δt - a diferença entre as temperaturas na rua e no interior, ° C,PARA - o coeficiente estimado de perda de calor em casa,860 - o valor para traduzir os valores obtidos em um formato aceitável de kW / h.
As maiores dificuldades no cálculo preliminar do diâmetro dos tubos de plástico para aquecimento são causadas pelo fator de correção K. Depende do isolamento térmico da casa. É melhor retirado da mesa.
| Coeficiente K | O grau de isolamento térmico do edifício |
| 3-4 | Isolamento térmico mínimo |
| 2-2,9 | Isolamento mínimo da fachada - revestimento de tijolos. |
| 1-1,9 | Isolação térmica média |
| 0,6-0,9 | Isolamento de alta qualidade da casa, janelas e portas modernas são instaladas |
Como exemplo de cálculo dos diâmetros de tubos de polipropileno para aquecimento, você pode calcular a produção de calor necessária de uma sala com um volume total de 47 m³. Nesse caso, a temperatura externa será de -23 ° C e em ambientes fechados - + 20 ° C. Por conseguinte, a diferença Δt será de 43 ° C. O fator de correção é considerado 1,1. Então a energia térmica necessária será.
Q = (47 * 43 * 1,1) /860 = 2,585 kW / h
O próximo passo na escolha do diâmetro do tubo para aquecimento é determinar a velocidade ideal do líquido de refrigeração.
Os cálculos apresentados não levam em consideração a correção da rugosidade da superfície interna das linhas.
Velocidade da água em tubulações
A pressão ideal do transportador de calor na rede elétrica é necessária para a distribuição uniforme da energia térmica sobre radiadores e baterias. Para a seleção correta dos diâmetros dos tubos de aquecimento, os valores ideais da velocidade de avanço da água nos dutos devem ser tomados.
Vale lembrar que, se a intensidade do líquido de refrigeração for excedida, poderá ocorrer um ruído estranho no sistema. Portanto, esse valor deve ser igual a 0,36 a 0,7 m / s. Se o parâmetro for menor, inevitavelmente ocorrerão perdas de calor adicionais. Se for excedido, a construção de ruído aparecerá em tubulações e radiadores.
Para o cálculo final do diâmetro do tubo de aquecimento, use os dados da tabela abaixo.
Substituindo na fórmula o cálculo do diâmetro do tubo de aquecimento nos valores obtidos anteriormente, pode-se determinar que o diâmetro ideal do tubo para uma sala em particular será de 12 mm. Esta é apenas uma estimativa. Na prática, os especialistas recomendam adicionar 10-15% aos valores obtidos. Isso ocorre porque a fórmula para calcular o diâmetro do tubo de aquecimento pode mudar devido à adição de novos componentes ao sistema.
Para um cálculo preciso, você precisará de um programa especial para calcular o diâmetro dos tubos de aquecimento. Sistemas de software semelhantes podem ser baixados em uma demonstração com recursos limitados de cálculo.
Cálculo do coletor de aquecimento e luvas de montagem
A tecnologia de cálculo acima pode ser aplicada a todos os tipos de suprimento de calor - tubo único, tubo duplo e coletor. No entanto, para este último, é necessário fazer o cálculo correto do diâmetro do coletor de aquecimento.
Este elemento de aquecimento é necessário para a distribuição do líquido de refrigeração em vários circuitos. Nesse caso, o cálculo do diâmetro correto do coletor de aquecimento está inextricavelmente vinculado ao cálculo da seção ideal da tubulação. Esta é a próxima etapa no projeto de um sistema de suprimento de calor.
Para calcular o diâmetro do coletor de aquecimento, você deve primeiro calcular a seção transversal dos tubos de acordo com o esquema acima. Então você pode usar uma fórmula bastante simples:
M0 = M1 + M2 + M3 + M4
Onde M0 - o diâmetro desejado do coletor,M1, M2, M3, M4 - diâmetros das tubulações conectadas.
Ao determinar a altura e a distância ideal entre os bicos, é aplicado o princípio de "três diâmetros". Segundo ele, a distância dos tubos na estrutura deve ser de 6 raios cada. O diâmetro total do coletor de aquecimento também é igual a esse valor.
Mas além desse componente do sistema, muitas vezes é necessário aplicar outros. Como descobrir o diâmetro da manga para tubos de aquecimento? Somente realizando um cálculo preliminar da seção transversal das rodovias. Além disso, é necessário considerar a espessura das paredes e o material de sua fabricação. O design da luva, o grau de seu isolamento térmico dependerá disso.
O valor do diâmetro da luva para tubos de aquecimento é afetado pelo material da parede e pelo tubo. É importante considerar o possível grau de expansão ao aquecer a superfície. Se os diâmetros dos tubos de aquecimento de plástico forem 20 mm, o mesmo parâmetro para a luva deve ser de pelo menos 24 mm.
A instalação da luva deve ser feita sobre uma argamassa de cimento ou material incombustível semelhante.
Dados adicionais para o cálculo do diâmetro dos tubos de suprimento de calor
Depois de escolher o diâmetro dos tubos para aquecer uma casa particular, você precisa escolher o material de fabricação corretamente e também levar em consideração os recursos do sistema de aquecimento. Este parâmetro é afetado pelo layout das linhas, bem como pelo número de válvulas de corte e controle.
Além de conhecer o diâmetro dos tubos no aquecimento com circulação natural, é necessário levar em consideração a altura do riser de aceleração e escolher o tamanho certo para sua seção transversal. Deve estar a uma altura mínima de 1,5 em relação a outros elementos de suprimento de calor. Para aumentar a velocidade do líquido de refrigeração, o diâmetro dos tubos de polipropileno usados no projeto do booster deve ser de um tamanho maior que o da linha principal.
Também é importante considerar a espessura da parede dos dutos. Depende do material de fabricação e pode variar de 0,5 mm (aço) a 5 mm (plástico). A escolha do diâmetro do tubo para o sistema de aquecimento de uma casa particular é influenciada pelo material de fabricação. Portanto, é recomendável instalar linhas de plástico para sistemas com circulação forçada. Seu diâmetro interno pode variar de 10 a 30 mm. Mais informações sobre a espessura da parede dos tubos de polímero para aquecimento podem ser encontradas na tabela.
Para modelos de aço, é necessário levar em consideração não apenas suas dimensões geométricas, mas também a massa. Depende diretamente da espessura da parede. Nos programas para calcular o diâmetro dos tubos de aquecimento, deve haver necessariamente uma função para calcular a gravidade específica de 1 m. linha de aço.
Conhecendo essas características adicionais, é possível fazer o cálculo mais preciso dos parâmetros do sistema de aquecimento, incluindo a seleção correta dos diâmetros dos tubos de aquecimento.
Se você precisar calcular apenas a seção transversal da rede condutora de calor, poderá usar versões demo gratuitas de programas profissionais.
Material para fabricação de tubos de aquecimento
Além da escolha correta de diâmetros de tubo para suprimento de calor, você precisa conhecer as características de seu material de fabricação. Isso afetará a perda de calor do sistema, bem como a complexidade da instalação.
Deve-se lembrar que o cálculo dos diâmetros dos tubos de aquecimento é realizado somente após a seleção do material de sua fabricação. Atualmente, vários tipos de tubulações são usados para concluir os sistemas de fornecimento de calor:
- Polímero. Eles são feitos de polipropileno ou polietileno reticulado. A diferença está nos componentes adicionais adicionados durante o processo de fabricação. Depois de calcular o diâmetro dos tubos de polipropileno para fornecimento de calor, você precisa escolher a espessura correta da parede. Varia de 1,8 a 3 mm, dependendo dos parâmetros da pressão máxima nas tubulações;
- Aço. Até recentemente, esse era o sistema de aquecimento mais comum. Apesar de suas características de resistência mais do que boas, os tubos de aço têm várias desvantagens significativas - instalação complicada, oxidação gradual da superfície e aumento da rugosidade. Como alternativa, podem ser usados tubos de aço inoxidável. Um de seus valores é uma ordem de magnitude maior que os "negros";
- Cobre. De acordo com as características técnicas e operacionais, os dutos de cobre são a melhor opção. Eles são caracterizados por alongamento suficiente, isto é, se a água congelar neles, o tubo se expandirá por algum tempo sem perda de tensão. A desvantagem é o alto custo.
Além dos diâmetros de tubo selecionados e calculados corretamente, você precisa determinar o método de conexão. Também depende do material de fabricação. Para polímeros, uma conexão de luva é usada por soldagem ou adesivo (muito raramente). Tubulações de aço são montadas usando soldagem a arco (juntas de melhor qualidade) ou método rosqueado.
No material de vídeo, você pode ver um exemplo de cálculo do diâmetro dos tubos, dependendo da vazão ideal do líquido de refrigeração:
