Càlcul del col·lector de calefacció i de les mànigues de muntatge
La tecnologia de càlcul anterior es pot aplicar a tot tipus de subministrament de calor: un tub, dos tubs i col·lector. Tanmateix, per a aquest últim, cal fer un càlcul correcte del diàmetre del col·lector de calefacció.
Aquest element de calefacció 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 indissociablement relacionat amb el càlcul de la secció òptima de la canonada. Aquesta és la següent etapa en el disseny del sistema de calefacció.
Esquema de càlcul del col·lector
Per calcular el diàmetre del col·lector de calefacció, primer heu de calcular la secció transversal de les canonades segons l'esquema anterior. A continuació, podeu utilitzar una fórmula bastant senzilla:
En determinar l'alçada i la distància òptima entre els broquets, s'aplica el principi de "tres diàmetres". Segons ell, la distància de les canonades a l'estructura hauria de ser de 6 radis cadascuna. El diàmetre total del col·lector de calefacció també és igual a aquest valor.
Funda per muntar tubs de calefacció
Però, a més d'aquest component del sistema, sovint cal utilitzar-ne de addicionals. Com esbrinar el diàmetre de la màniga per a les canonades de calefacció? Només realitzant un càlcul preliminar de la secció de les carreteres. A més, cal tenir en compte el gruix de les parets i el material de la seva fabricació. D'això dependrà el disseny de la màniga, el grau d'aïllament tèrmic.
El diàmetre de la màniga per a canonades de calefacció està influenciat pel material de la paret, així com les canonades
És important tenir en compte el possible grau d'expansió quan s'escalfa la superfície. Si els diàmetres de les canonades de subministrament de calor de plàstic són de 20 mm, el mateix paràmetre per a la funda ha de ser d'almenys 24 mm.
La funda s'ha de muntar sobre morter de ciment o un material similar no combustible.
Com triar el diàmetre de tub adequat
En els casos en què la calefacció es realitza a una casa o casa privada, les canonades s'han de seleccionar tenint en compte el fet que el diàmetre no canviarà només quan hi hagi una connexió directa al sistema de calefacció central. En el cas d'un sistema de canonades autònoms, es pot utilitzar qualsevol mida (diàmetre i llargada diferent), en funció de les preferències del propietari de l'habitatge.
En triar els espais en blanc necessaris, cal tenir en compte totes les característiques, especialment quan es tracta d'un sistema de calefacció natural, on la relació entre la secció transversal i la potència de la bomba no serà una característica principal. Aquest fet s'atribueix als avantatges d'aquest sistema de calefacció.
Esquema d'instal·lació de canonades.
El desavantatge d'aquest sistema és el petit radi d'acció i l'alt cost dels elements de grans dimensions utilitzats en aquest cas.
Per garantir l'eficiència del sistema, cal mantenir-hi un cert nivell de pressió, permetent que l'aigua que es mou a l'interior superi tots els obstacles al seu pas. La resistència (obstacles) pot ser en forma de fricció de l'aigua contra les parets, una aixeta o una aixeta i un dispositiu de calefacció. El més interessant és que la resistència i la velocitat a què fluirà l'aigua depèn de la longitud i el diàmetre de les canonades. Amb una alta velocitat de l'aigua, una petita secció transversal i una llarga canonada, el nivell de resistència en el camí de l'aigua augmenta.
Capacitat de la canonada d'aigua
Les canonades d'aigua a la casa s'utilitzen amb més freqüència. I com que estan sotmesos a una gran càrrega, el càlcul del rendiment de la xarxa d'aigua es converteix en una condició important per a un funcionament fiable.
Passabilitat de la canonada en funció del diàmetre
El diàmetre no és el paràmetre més important a l'hora de calcular la permeabilitat de la canonada, però també afecta el seu valor. Com més gran sigui el diàmetre interior de la canonada, més gran serà la permeabilitat, així com menor serà la possibilitat d'obstruccions i taps. Tanmateix, a més del diàmetre, cal tenir en compte el coeficient de fricció de l'aigua a les parets de la canonada (valor de la taula per a cada material), la longitud de la línia i la diferència de pressió del fluid a l'entrada i sortida. A més, el nombre de corbes i accessoris a la canonada afectarà molt la permeabilitat.
Taula de capacitat de canonades per temperatura del refrigerant
Com més alta sigui la temperatura de la canonada, menor serà la seva capacitat, ja que l'aigua s'expandeix i, per tant, crea fricció addicional.
Per a la fontaneria, això no és important, però en els sistemes de calefacció és un paràmetre clau
Hi ha una taula per calcular la calor i el refrigerant.
| Diàmetre del tub, mm | Ample de banda | |||
|---|---|---|---|---|
| Per calor | Per refrigerant | |||
| Aigua | Vapor | Aigua | Vapor | |
| Gcal/h | t/h | |||
| 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 |
Taula de capacitat de canonada en funció de la pressió del refrigerant
Hi ha una taula que descriu el rendiment de les canonades en funció de la pressió.
| Consum | Ample de banda | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tub DN | 15 mm | 20 mm | 25 mm | 32 mm | 40 mm | 50 mm | 65 mm | 80 mm | 100 mm |
| Pa/m — mbar/m | inferior a 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 |
Taula de capacitat de canonada en funció del diàmetre (segons Shevelev)
Les taules de F.A. i A.F. Shevelev són un dels mètodes tabulars més precisos per calcular el rendiment d'un sistema de subministrament d'aigua. A més, contenen totes les fórmules de càlcul necessàries per a cada material concret. Aquest és un material informatiu voluminós utilitzat més sovint pels enginyers hidràulics.
Les taules tenen en compte:
- diàmetres de canonades - interns i externs;
- gruix de paret;
- vida útil de la canonada;
- longitud de la línia;
- assignació de canonades.
Diàmetres de canonades de calefacció i característiques de la seva elecció
Quan es comença a resoldre un problema com el càlcul del diàmetre de les canonades d'un sistema de calefacció, cal tenir en compte que hi ha diversos conceptes units pel terme general "diàmetre de la canonada". Cada tub es pot caracteritzar pels següents paràmetres:
El diàmetre interior és la característica principal de la canonada, que indica el seu rendiment.
El diàmetre exterior és una característica igualment important que cal tenir en compte a l'hora de dissenyar un sistema de calefacció.
Diàmetre nominal (diàmetre nominal) - un cert valor arrodonit, que s'indica en marcar.
Tampoc no hem d'oblidar que les canonades de diferents materials tenen en el seu marcatge un número corresponent a un o altre dels seus diàmetres:
- Les canonades d'acer i ferro colat estan marcades per la mida del seu diàmetre interior.
- Tubs de coure o plàstic, segons la mida del diàmetre exterior.
Per això, en calcular la secció transversal d'una canonada de calefacció, és imprescindible tenir en compte el material de les canonades. Sobretot si se suposa que ha de crear un sistema que sigui una combinació de diferents canonades.
Una de les característiques que influeixen en l'elecció de la mida de qualsevol tub és la unitat de mesura que s'adopta per avaluar la mida del seu diàmetre i, per tant, el seu marcat. La unitat bàsica per a la mida de la canonada és un nombre enter o fracció de polzada. Per convertir polzades en el sistema de mesura habitual per a nosaltres, heu de recordar que 1 polzada = 25,4 mm.
Càlcul del diàmetre de les canonades de calefacció
Per entendre com treballar amb una taula de diàmetres i com triar un diàmetre de canonada quan col·loqueu una canonada de calefacció, tingueu en compte un càlcul típic per a una habitació de 20 m2:
- En primer lloc, descobrim quanta potència tèrmica es necessita per escalfar una habitació determinada de la casa.Per cada 10 m2 de superfície (sempre que les parets estiguin aïllades i l'alçada del sostre no sigui superior a 3 m), es requereix 1 kW de potència tèrmica.
- En el nostre cas, són 20 m2, per tant, 2 kW.
- Afegim un marge del 20%, acabem amb 2,4 kW. Això vol dir que per crear condicions de temperatura còmodes en aquesta habitació, cal proporcionar calefacció amb una potència de 2,4 kW. Podeu realitzar els càlculs descrits mitjançant una calculadora en línia.
Taula de diàmetres de canonada de calefacció, segons la qual és possible determinar el diàmetre òptim de canonada en calefacció de dos tubs
- Si hi ha finestres a l'habitació, adquirem radiadors de calefacció. El nombre de radiadors ha de ser igual al nombre de finestres. És a dir, si hi ha dues finestres, obtenim dues bateries d'1,2 kW cadascuna. Els col·loquem sota els ampits de les finestres o en qualsevol altre lloc previst pel disseny.
Podeu augmentar el valor de potència dels radiadors, però no podeu reduir-lo
- Segons la taula de diàmetres interns de canonades, trobem el valor de potència de 2,4 kW (2400 W), i després ens fixem en el valor superior del flux de calor. La zona destacada en blau representa el cabal de fluid òptim al sistema de calefacció, que es va esmentar anteriorment al nostre article. Cal tenir en compte que la taula presentada mostra els valors de tots els paràmetres d'un sistema de calefacció de dues canonades, tenint en compte la diferència de temperatures del fluid a l'entrada de la canonada i a la sortida.
Per tant, resumim el treball amb la taula. Per escalfar una habitació de 20 m2, és adequat un tub amb una secció transversal de 8 mm. En aquest cas, la velocitat del refrigerant serà de 0,6 m/s, el seu consum serà de 105 kg/h i la potència tèrmica serà de 2453 W. Es permet utilitzar canonades de 10 mm, aleshores la velocitat de moviment serà de 0,4 m / s, el cabal serà de 110 kg / h i el flux de calor serà de 2555 W.
El procediment per calcular la secció transversal de les línies de subministrament de calor
Abans de calcular el diàmetre d'una canonada de calefacció, cal determinar els seus paràmetres geomètrics bàsics. Per fer-ho, cal conèixer les principals característiques de les carreteres. Aquests inclouen no només el rendiment, sinó també les dimensions.
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 de comprar un model específic de canonades, cal 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 el fet que els fabricants indiquen les dimensions exteriors. Per calcular la secció útil, cal restar dos gruixos de paret;
- Per a canonades d'acer i coure, es donen dimensions internes.
Coneixent aquestes característiques, podeu calcular el diàmetre del col·lector de calefacció, canonades i altres components per a la instal·lació.
En triar canonades de calefacció de polímer, cal aclarir la presència d'una capa de reforç al disseny. Sense ell, quan s'exposa a l'aigua calenta, la línia no tindrà la rigidesa adequada.
Determinació de la potència tèrmica del sistema
Com triar el diàmetre de canonada adequat per a la calefacció i s'ha de fer sense dades calculades? Per a un sistema de calefacció petit, es poden prescindir de càlculs complexos
Només és important conèixer les regles següents:
- El diàmetre òptim de canonades amb circulació de calefacció natural hauria de ser de 30 a 40 mm;
- Per a un sistema tancat amb moviment forçat del refrigerant, s'han d'utilitzar canonades més petites per crear una pressió i un cabal d'aigua òptims.
Per a un càlcul precís, es recomana utilitzar un programa per calcular el diàmetre de les canonades de calefacció. Si no ho són, podeu utilitzar càlculs aproximats. Primer cal trobar la potència tèrmica del sistema. Per fer-ho, heu d'utilitzar la fórmula següent:
On Q és la potència calorífica calculada de la calefacció, kW / h, V és el volum de l'habitació (casa), m³, Δt és la diferència entre les temperatures al carrer i a l'habitació, ° С, K és la calor calculada coeficient de pèrdua de la casa, 860 és el valor per convertir els valors rebuts a un format acceptable de kWh.
La major dificultat en el càlcul preliminar del diàmetre de les canonades de plàstic per a la calefacció és causada pel factor de correcció K. Depèn de l'aïllament tèrmic de la casa. Es pren millor de les dades de la taula.
El grau d'aïllament tèrmic de l'edifici
Aïllament d'alta qualitat de la casa, finestres i portes modernes instal·lades
Com a exemple de càlcul dels diàmetres de canonades de polipropilè per a la calefacció, podeu calcular la potència calorífica necessària d'una habitació amb un volum total de 47 m³. En aquest cas, la temperatura exterior serà de -23 °С, i a l'interior - +20 °С. En conseqüència, la diferència Δt serà de 43 °C. Prenem el factor de correcció igual a 1,1. Aleshores la potència tèrmica requerida serà.
El següent pas per triar el diàmetre de la canonada per a la calefacció 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 carreteres.
Velocitat de l'aigua a les canonades
Taula per calcular el diàmetre de la canonada de calefacció
La pressió òptima del refrigerant a la xarxa és necessària per a la distribució uniforme de l'energia tèrmica sobre radiadors i bateries. Per a la selecció correcta dels diàmetres de les canonades de calefacció, s'han de prendre els valors òptims de la velocitat d'avanç de l'aigua a les canonades.
Val la pena recordar que si es supera la intensitat de moviment del refrigerant al sistema, es pot produir un soroll ali. Per tant, aquest valor hauria d'estar entre 0,36 i 0,7 m/s. Si el paràmetre és menor, inevitablement es produiran pèrdues de calor addicionals. Si se supera, apareixerà soroll a les canonades i radiadors.
Per al càlcul final del diàmetre de la canonada de calefacció, utilitzeu les dades de la taula següent.
Substituint a la fórmula per calcular el diàmetre de la canonada 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. Aquest és només un càlcul aproximat. A la pràctica, els experts recomanen afegir un 10-15% als valors obtinguts. Això es deu al fet que la fórmula per calcular el diàmetre de la canonada 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 versió de demostració amb capacitats de càlcul limitades.
