Изчисляване на отоплителния колектор и монтажните втулки
Горната изчислителна технология може да се приложи за всички видове топлоснабдяване - еднотръбни, двутръбни и колекторни. За последното обаче е необходимо да се направи правилно изчисление на диаметъра на отоплителния колектор.
Този нагревателен елемент е необходим за разпределението на охлаждащата течност в няколко кръга. В този случай изчисляването на правилния диаметър на отоплителния колектор е неразривно свързано с изчисляването на оптималния участък на тръбопровода. Това е следващият етап от проектирането на отоплителната система.
Схема за изчисление на колектора
За да изчислите диаметъра на отоплителния колектор, първо трябва да изчислите напречното сечение на тръбите според горната схема. След това можете да използвате доста проста формула:
При определяне на височината и оптималното разстояние между дюзите се прилага принципът на "трите диаметъра". Според него отдалечеността на тръбите върху конструкцията трябва да бъде 6 радиуса всяка. Общият диаметър на отоплителния колектор също е равен на тази стойност.
Манша за монтаж на отоплителни тръби
Но в допълнение към този компонент на системата често е необходимо да се използват допълнителни. Как да разберете диаметъра на втулката за тръби за отопление? Само чрез извършване на предварително изчисление на участъка от магистрали. Освен това е необходимо да се вземе предвид дебелината на стените и материала на тяхното производство. Дизайнът на ръкава, степента на неговата топлоизолация ще зависи от това.
Диаметърът на втулката за тръби за отопление се влияе от материала на стената, както и от тръбите
Важно е да се вземе предвид възможната степен на разширение при нагряване на повърхността. Ако диаметрите на пластмасовите тръби за подаване на топлина са 20 mm, тогава същият параметър за ръкава трябва да бъде най-малко 24 mm
Втулката трябва да се монтира върху циментов разтвор или подобен незапалим материал.
Как да изберем правилния диаметър на тръбата
В случаите, когато отоплението се извършва в частна къща или вила, тръбите трябва да бъдат избрани, като се вземе предвид фактът, че диаметърът няма да се промени само когато има директна връзка към централната отоплителна система. В случай на автономна тръбна система може да се използва всякакъв размер (различен диаметър и дължина), в зависимост от предпочитанията на собственика на къщата.
При избора на необходимите заготовки е необходимо да се вземат предвид всички характеристики, особено когато става въпрос за естествена отоплителна система, където съотношението на напречното сечение към мощността на помпата няма да бъде основна характеристика. Този факт се приписва на предимствата на тази отоплителна система.
Схема за монтаж на тръби.
Недостатъкът на такава система е малкият радиус на действие и високата цена на използваните в този случай елементи с голям размер.
За да се гарантира ефективността на системата, е необходимо да се поддържа определено ниво на налягане в нея, което позволява на водата, която се движи вътре, да преодолее всички препятствия по пътя си. Съпротивлението (препятствията) може да бъде под формата на триене на вода в стените, кран или кран и нагревателно устройство. Най-интересното е, че съпротивлението и скоростта, с която ще тече водата, зависи от дължината и диаметъра на тръбите на тръбопровода. При висока скорост на водата, малко напречно сечение и дълъг тръбопровод нивото на съпротивление по пътя на водата се увеличава.
Капацитет на водопровода
Водопроводите в къщата се използват най-често. И тъй като те са подложени на голямо натоварване, изчисляването на пропускателната способност на водопровода става важно условие за надеждна работа.
Проходимост на тръбата в зависимост от диаметъра
Диаметърът не е най-важният параметър при изчисляване на проходимостта на тръбата, но също така влияе на нейната стойност. Колкото по-голям е вътрешният диаметър на тръбата, толкова по-висока е пропускливостта, както и по-малка е вероятността от запушвания и запушвания. Въпреки това, в допълнение към диаметъра, е необходимо да се вземе предвид коефициентът на триене на водата по стените на тръбата (таблица стойност за всеки материал), дължината на линията и разликата в налягането на флуида на входа и изхода. В допълнение, броят на завоите и фитингите в тръбопровода ще повлияе значително на проходимостта.
Таблица на капацитета на тръбите по температура на охлаждащата течност
Колкото по-висока е температурата в тръбата, толкова по-нисък е нейният капацитет, тъй като водата се разширява и по този начин създава допълнително триене.
За ВиК това не е важно, но в отоплителните системи е ключов параметър
Има таблица за изчисления на топлина и охлаждаща течност.
| Диаметър на тръбата, мм | Честотна лента | |||
|---|---|---|---|---|
| Чрез топлина | Чрез охлаждаща течност | |||
| Вода | пара | Вода | пара | |
| Gcal/h | т/ч | |||
| 15 | 0,011 | 0,005 | 0,182 | 0,009 |
| 25 | 0,039 | 0,018 | 0,650 | 0,033 |
| 38 | 0,11 | 0,05 | 1,82 | 0,091 |
| 50 | 0,24 | 0,11 | 4,00 | 0,20 |
| 75 | 0,72 | 0,33 | 12,0 | 0,60 |
| 100 | 1,51 | 0,69 | 25,0 | 1,25 |
| 125 | 2,70 | 1,24 | 45,0 | 2,25 |
| 150 | 4,36 | 2,00 | 72,8 | 3,64 |
| 200 | 9,23 | 4,24 | 154 | 7,70 |
| 250 | 16,6 | 7,60 | 276 | 13,8 |
| 300 | 26,6 | 12,2 | 444 | 22,2 |
| 350 | 40,3 | 18,5 | 672 | 33,6 |
| 400 | 56,5 | 26,0 | 940 | 47,0 |
| 450 | 68,3 | 36,0 | 1310 | 65,5 |
| 500 | 103 | 47,4 | 1730 | 86,5 |
| 600 | 167 | 76,5 | 2780 | 139 |
| 700 | 250 | 115 | 4160 | 208 |
| 800 | 354 | 162 | 5900 | 295 |
| 900 | 633 | 291 | 10500 | 525 |
| 1000 | 1020 | 470 | 17100 | 855 |
Таблица на капацитета на тръбите в зависимост от налягането на охлаждащата течност
Има таблица, описваща пропускателната способност на тръбите в зависимост от налягането.
| Консумация | Честотна лента | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DN тръба | 15 мм | 20 мм | 25 мм | 32 мм | 40 мм | 50 мм | 65 мм | 80 мм | 100 мм |
| Pa/m — mbar/m | по-малко от 0,15 m/s | 0,15 m/s | 0,3 m/s | ||||||
| 90,0 — 0,900 | 173 | 403 | 745 | 1627 | 2488 | 4716 | 9612 | 14940 | 30240 |
| 92,5 — 0,925 | 176 | 407 | 756 | 1652 | 2524 | 4788 | 9756 | 15156 | 30672 |
| 95,0 — 0,950 | 176 | 414 | 767 | 1678 | 2560 | 4860 | 9900 | 15372 | 31104 |
| 97,5 — 0,975 | 180 | 421 | 778 | 1699 | 2596 | 4932 | 10044 | 15552 | 31500 |
| 100,0 — 1,000 | 184 | 425 | 788 | 1724 | 2632 | 5004 | 10152 | 15768 | 31932 |
| 120,0 — 1,200 | 202 | 472 | 871 | 1897 | 2898 | 5508 | 11196 | 17352 | 35100 |
| 140,0 — 1,400 | 220 | 511 | 943 | 2059 | 3143 | 5976 | 12132 | 18792 | 38160 |
| 160,0 — 1,600 | 234 | 547 | 1015 | 2210 | 3373 | 6408 | 12996 | 20160 | 40680 |
| 180,0 — 1,800 | 252 | 583 | 1080 | 2354 | 3589 | 6804 | 13824 | 21420 | 43200 |
| 200,0 — 2,000 | 266 | 619 | 1151 | 2486 | 3780 | 7200 | 14580 | 22644 | 45720 |
| 220,0 — 2,200 | 281 | 652 | 1202 | 2617 | 3996 | 7560 | 15336 | 23760 | 47880 |
| 240,0 — 2,400 | 288 | 680 | 1256 | 2740 | 4176 | 7920 | 16056 | 24876 | 50400 |
| 260,0 — 2,600 | 306 | 713 | 1310 | 2855 | 4356 | 8244 | 16740 | 25920 | 52200 |
| 280,0 — 2,800 | 317 | 742 | 1364 | 2970 | 4356 | 8566 | 17338 | 26928 | 54360 |
| 300,0 — 3,000 | 331 | 767 | 1415 | 3076 | 4680 | 8892 | 18000 | 27900 | 56160 |
Таблица за капацитета на тръбите в зависимост от диаметъра (според Шевелев)
Таблиците на F.A. и A.F. Shevelev са един от най-точните таблични методи за изчисляване на пропускателната способност на водоснабдителната система. Освен това те съдържат всички необходими формули за изчисление за всеки конкретен материал. Това е обемен информационен материал, използван най-често от хидравличните инженери.
Таблиците вземат предвид:
- диаметри на тръбите - вътрешни и външни;
- дебелина на стената;
- експлоатационен живот на тръбопровода;
- дължина на линията;
- назначение на тръбата.
Диаметри на отоплителните тръби и характеристики по техен избор
Когато започнете да решавате такъв проблем като изчисляване на диаметъра на тръбите на отоплителна система, трябва да се има предвид, че има няколко понятия, обединени от общия термин "диаметър на тръбата". Всяка тръба може да се характеризира със следните параметри:
Вътрешният диаметър е основната характеристика на тръбата, показваща нейната пропускателна способност.
Външният диаметър е също толкова важна характеристика, която трябва да се вземе предвид при проектирането на отоплителна система.
Номинален диаметър (номинален отвор) - определена закръглена стойност, която се посочва при маркиране.
Също така не трябва да забравяме, че тръбите, изработени от различни материали, имат в маркировката си номер, съответстващ на един или друг от неговите диаметри:
- Стоманените и чугунените тръби се маркират с размера на вътрешния им диаметър.
- Тръби от мед или пластмаса - според размера на външния диаметър.
Ето защо при изчисляване на напречното сечение на отоплителната тръба е задължително да се вземе предвид материалът на тръбите. Особено ако се предполага, че се създава система, която е комбинация от различни тръби.
Една от характеристиките, които влияят на избора на размера на всякакви тръби, е мерната единица, възприета за оценка на размера на диаметъра им, а оттам и на маркирането им. Основната единица за размера на тръбата е цяло число или част от инча. За да преобразувате инчовете в обичайната за нас система за измерване, трябва да запомните, че 1 инч = 25,4 мм.
Изчисляване на диаметъра на отоплителните тръби
За да разберете как да работите с таблица с диаметри и как да изберете диаметър на тръбата при полагане на отоплителен тръбопровод, помислете за типично изчисление за стая от 20 m2:
- Първо, ние установяваме колко топлинна мощност е необходима за отопление на определена стая в къщата.За всеки 10 m2 площ (при условие, че стените са изолирани и височината на тавана е не повече от 3 m), се изисква 1 kW топлинна мощност.
- В нашия случай това е 20 m2, следователно, 2 kW.
- Добавяме 20% марж, в крайна сметка получаваме 2,4 kW. Това означава, че за да се създадат комфортни температурни условия в такава стая, е необходимо да се осигури отопление с мощност 2,4 kW. Можете да извършите описаните изчисления с помощта на онлайн калкулатор.
Таблица с диаметрите на отоплителните тръби, според която е възможно да се определи оптималният диаметър на тръбата при двутръбно отопление
- Ако в стаята има прозорци, купуваме радиатори за отопление. Броят на радиаторите трябва да бъде равен на броя на прозорците. Тоест, ако има два прозореца, получаваме две батерии по 1,2 kW всяка. Поставяме ги под первазите на прозореца или на друго място, предвидено от дизайна.
Можете да увеличите стойността на мощността за радиатори, но не можете да я намалите
- Според таблицата с вътрешните диаметри на тръбите намираме стойността на мощността от 2,4 kW (2400 W), след което разглеждаме горната стойност на топлинния поток. Областта, маркирана в синьо, представлява оптималния дебит на течността в отоплителната система, който беше споменат по-рано в нашата статия. Трябва да се отбележи, че представената таблица показва стойностите на всички параметри за двутръбна отоплителна система, като се вземе предвид разликата в температурите на флуида на входа на тръбопровода и на изхода.
И така, нека обобщим работата с таблицата. За отопление на помещение от 20 m2 е подходяща тръба с напречно сечение 8 mm. В този случай скоростта на охлаждащата течност ще бъде 0,6 m/s, нейната консумация ще бъде 105 kg/h, а топлинната мощност ще бъде 2453 W. Разрешено е да се използват 10 мм тръби, тогава скоростта на движение ще бъде 0,4 m / s, дебитът ще бъде 110 kg / h, а топлинният поток ще бъде 2555 W.
Процедурата за изчисляване на напречното сечение на топлопроводите
Преди да се изчисли диаметърът на отоплителната тръба, е необходимо да се определят техните основни геометрични параметри. За да направите това, трябва да знаете основните характеристики на магистралите. Те включват не само производителност, но и размери.
Всеки производител посочва стойността на секцията на тръбата - диаметър. Но всъщност това зависи от дебелината на стената и материала на производство. Преди да закупите конкретен модел тръбопроводи, трябва да знаете следните характеристики на обозначаването на геометричните размери:
- Изчисляването на диаметъра на полипропиленовите тръби за отопление се извършва, като се вземе предвид фактът, че производителите посочват външните размери. За да се изчисли полезният участък, е необходимо да се извадят две дебелини на стените;
- За стоманени и медни тръби са дадени вътрешни размери.
Познавайки тези характеристики, можете да изчислите диаметъра на отоплителния колектор, тръбите и други компоненти за монтаж.
При избора на полимерни тръби за отопление е необходимо да се изясни наличието на подсилващ слой в дизайна. Без него, когато е изложена на гореща вода, линията няма да има подходящата твърдост.
Определяне на топлинната мощност на системата
Как да изберем правилния диаметър на тръбата за отопление и трябва ли да се направи без изчислени данни? За малка отоплителна система могат да се избегнат сложни изчисления
Важно е само да знаете следните правила:
- Оптималният диаметър на тръбите с естествена циркулация на отопление трябва да бъде от 30 до 40 mm;
- За затворена система с принудително движение на охлаждащата течност трябва да се използват по-малки тръби за създаване на оптимално налягане и дебит на водата.
За точно изчисление се препоръчва използването на програма за изчисляване на диаметъра на отоплителните тръби. Ако не са, можете да използвате приблизителни изчисления. Първо трябва да намерите топлинната мощност на системата. За да направите това, трябва да използвате следната формула:
Където Q е изчислената топлинна мощност на отопление, kW / h, V е обемът на помещението (къщата), m³, Δt е разликата между температурите на улицата и в помещението, ° С, K е изчислената топлина коефициент на загуба на къщата, 860 е стойността за преобразуване на получените стойности в приемлив формат kWh.
Най-голямата трудност при предварителното изчисляване на диаметъра на пластмасовите тръби за отопление се причинява от корекционния коефициент K. Той зависи от топлоизолацията на къщата. Най-добре е да се вземе от данните в таблицата.
Степента на топлоизолация на сградата
Висококачествена изолация на къщата, монтирана модерна дограма и врати
Като пример за изчисляване на диаметрите на полипропиленовите тръби за отопление, можете да изчислите необходимата топлинна мощност на помещение с общ обем 47 m³. В този случай температурата навън ще е -23°С, а на закрито - +20°С. Съответно разликата Δt ще бъде 43°C. Вземаме корекционния коефициент, равен на 1,1. Тогава необходимата топлинна мощност ще бъде.
Следващата стъпка при избора на диаметъра на тръбата за отопление е да се определи оптималната скорост на охлаждащата течност.
Представените изчисления не отчитат корекцията за грапавостта на вътрешната повърхност на магистралите.
Скорост на водата в тръбите
Таблица за изчисляване на диаметъра на отоплителната тръба
Оптималното налягане на охлаждащата течност в мрежата е необходимо за равномерното разпределение на топлинната енергия върху радиаторите и батериите. За правилния избор на диаметрите на отоплителните тръби трябва да се вземат оптималните стойности на скоростта на придвижване на водата в тръбопроводите.
Струва си да се помни, че ако интензивността на движение на охлаждащата течност в системата е превишена, може да се появи външен шум. Следователно тази стойност трябва да бъде между 0,36 и 0,7 m/s. Ако параметърът е по-малък, неизбежно ще възникнат допълнителни топлинни загуби. Ако се превиши, ще се появи шум в тръбопроводите и радиаторите.
За окончателното изчисление на диаметъра на отоплителната тръба използвайте данните от таблицата по-долу.
Замествайки във формулата за изчисляване на диаметъра на отоплителната тръба в получените по-рано стойности, може да се определи, че оптималният диаметър на тръбата за конкретна стая ще бъде 12 mm. Това е само приблизително изчисление. На практика експертите препоръчват добавяне на 10-15% към получените стойности. Това е така, защото формулата за изчисляване на диаметъра на отоплителната тръба може да се промени поради добавянето на нови компоненти към системата. За точно изчисление ще ви е необходима специална програма за изчисляване на диаметъра на отоплителните тръби. Подобни софтуерни системи могат да бъдат изтеглени в демо версия с ограничени възможности за изчисление.
