Výpočet rozdělovače topení a montážních objímek
Výše uvedenou technologii výpočtu lze aplikovat na všechny druhy zásobování teplem – jednotrubkové, dvoutrubkové i kolektorové. U druhého je však nutné provést správný výpočet průměru topného kolektoru.
Toto topné těleso je nezbytné pro rozvod chladicí kapaliny do několika okruhů. Výpočet správného průměru topného rozdělovače je v tomto případě neodmyslitelně spojen s výpočtem optimálního úseku potrubí. Toto je další fáze návrhu topného systému.
Schéma výpočtu kolektoru
Chcete-li vypočítat průměr topného potrubí, musíte nejprve vypočítat průřez potrubí podle výše uvedeného schématu. Pak můžete použít poměrně jednoduchý vzorec:
Při určování výšky a optimální vzdálenosti mezi tryskami se uplatňuje princip „tří průměrů“. Vzdálenost potrubí na konstrukci by podle něj měla být po 6 poloměrech. Této hodnotě se rovná i celkový průměr topného potrubí.
Objímka pro montáž topných trubek
Ale kromě této součásti systému je často nutné použít další. Jak zjistit průměr objímky pro topné trubky? Pouze provedením předběžného výpočtu úseku dálnic. Kromě toho je nutné vzít v úvahu tloušťku stěn a materiál jejich výroby. Na tom bude záviset provedení pouzdra, stupeň jeho tepelné izolace.
Průměr objímky pro topné trubky je ovlivněn materiálem stěny, stejně jako trubky
Je důležité vzít v úvahu možný stupeň roztažnosti při zahřívání povrchu. Pokud jsou průměry plastových trubek přívodu tepla 20 mm, pak stejný parametr pro manžetu musí být minimálně 24 mm
Objímka musí být namontována na cementovou maltu nebo podobný nehořlavý materiál.
Jak vybrat správný průměr potrubí
V případech, kdy se vytápění provádí v soukromém domě nebo chatě, musí být potrubí vybráno s ohledem na skutečnost, že průměr se nezmění pouze v případě přímého připojení k systému ústředního vytápění. V případě autonomního potrubního systému lze použít jakýkoli rozměr (různý průměr a délka) v závislosti na preferencích majitele domu.
Při výběru potřebných přířezů je nutné vzít v úvahu všechny vlastnosti, zejména pokud jde o přírodní topný systém, kde poměr průřezu k výkonu čerpadla nebude primární vlastností. Tato skutečnost je připisována výhodám tohoto topného systému.
Schéma instalace potrubí.
Nevýhodou takového systému je malý akční rádius a vysoká cena v tomto případě použitých velkorozměrových prvků.
Aby byla zajištěna účinnost systému, je nutné v něm udržovat určitou úroveň tlaku, což umožňuje vodě pohybující se uvnitř překonat všechny překážky v cestě. Odpor (překážky) může být ve formě tření vody o stěny, kohoutku nebo kohoutku a topného zařízení. Nejzajímavější je, že odpor a rychlost, kterou bude voda proudit, závisí na délce a průměru potrubí. S vysokou rychlostí vody, malým průřezem a dlouhým potrubím se zvyšuje úroveň odporu v cestě vody.
Kapacita vodovodního potrubí
Vodovodní potrubí v domě se používá nejčastěji. A protože jsou vystaveny velkému zatížení, výpočet průchodnosti vodovodního řadu se stává důležitou podmínkou spolehlivého provozu.
Průchodnost potrubí v závislosti na průměru
Průměr není nejdůležitějším parametrem při výpočtu průchodnosti potrubí, ale také ovlivňuje jeho hodnotu. Čím větší je vnitřní průměr trubky, tím vyšší je propustnost a také nižší pravděpodobnost ucpání a zátek. Kromě průměru je však nutné vzít v úvahu součinitel tření vody o stěny potrubí (tabulková hodnota pro každý materiál), délku vedení a rozdíl tlaku kapaliny na vstupu a výstupu. Průchodnost navíc značně ovlivní počet kolen a tvarovek v potrubí.
Tabulka kapacity potrubí podle teploty chladicí kapaliny
Čím vyšší je teplota v potrubí, tím nižší je jeho kapacita, protože voda expanduje a tím vytváří další tření.
Pro instalatérství to není důležité, ale v topných systémech je to klíčový parametr
K dispozici je tabulka pro výpočty tepla a chladiva.
| Průměr trubky, mm | Šířka pásma | |||
|---|---|---|---|---|
| Podle tepla | Chladicí kapalinou | |||
| Voda | Parní | Voda | Parní | |
| 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 |
Tabulka kapacity potrubí v závislosti na tlaku chladicí kapaliny
Existuje tabulka popisující průchodnost potrubí v závislosti na tlaku.
| Spotřeba | Šířka pásma | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DN potrubí | 15 mm | 20 mm | 25 mm | 32 mm | 40 mm | 50 mm | 65 mm | 80 mm | 100 mm |
| Pa/m — mbar/m | méně než 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 |
Tabulka kapacity potrubí v závislosti na průměru (podle Sheveleva)
Tabulky F.A. a A.F. Sheveleva jsou jednou z nejpřesnějších tabulkových metod pro výpočet průchodnosti vodovodního systému. Navíc obsahují všechny potřebné kalkulační vzorce pro každý konkrétní materiál. Jedná se o objemný informační materiál používaný hydrotechniky nejčastěji.
Tabulky berou v úvahu:
- průměry potrubí - vnitřní a vnější;
- tloušťka stěny;
- životnost potrubí;
- délka čáry;
- přiřazení potrubí.
Průměry topných trubek a vlastnosti dle vlastního výběru
Při zahájení řešení takového problému, jako je výpočet průměru potrubí topného systému, je třeba vzít v úvahu, že existuje několik pojmů spojených obecným pojmem "průměr potrubí". Každá trubka může být charakterizována následujícími parametry:
Vnitřní průměr je hlavní charakteristikou trubky, která ukazuje její průchodnost.
Vnější průměr je neméně důležitou charakteristikou, kterou je třeba vzít v úvahu při návrhu topného systému.
Jmenovitý průměr (jmenovitý otvor) - určitá zaokrouhlená hodnota, která se uvádí při značení.
Neměli bychom také zapomínat, že trubky vyrobené z různých materiálů mají ve svém označení číslo odpovídající jednomu nebo druhému z jejich průměrů:
- Ocelové a litinové trubky se označují velikostí jejich vnitřního průměru.
- Trubky z mědi nebo plastu - dle velikosti vnějšího průměru.
Proto je při výpočtu průřezu topné trubky bezpodmínečně nutné vzít v úvahu materiál trubek. Zvláště pokud má vytvořit systém, který je kombinací různých potrubí.
Jednou z vlastností, které ovlivňují výběr velikosti jakýchkoli trubek, je jednotka měření používaná k posouzení velikosti jejich průměru, a tím i jejich označení. Základní jednotkou velikosti potrubí je celé číslo nebo zlomek palce. Chcete-li převést palce na náš obvyklý systém měření, nezapomeňte, že 1 palec = 25,4 mm.
Výpočet průměru topných trubek
Abyste pochopili, jak pracovat s tabulkou průměrů a jak zvolit průměr potrubí při pokládání topného potrubí, zvažte typický výpočet pro místnost 20 m2:
- Nejprve zjistíme, kolik tepelného výkonu je potřeba k vytápění konkrétní místnosti v domě.Na každých 10 m2 plochy (za předpokladu, že jsou stěny izolované a výška stropu není větší než 3 m) je zapotřebí 1 kW tepelného výkonu.
- V našem případě je to 20 m2, tedy 2 kW.
- Přidáme 20% marži, skončíme na 2,4 kW. To znamená, že pro vytvoření pohodlných teplotních podmínek v takové místnosti je nutné zajistit vytápění o výkonu 2,4 kW. Popsané výpočty můžete provést pomocí online kalkulačky.
Tabulka průměrů topného potrubí, podle které lze určit optimální průměr potrubí u dvoutrubkového vytápění
- Pokud jsou v místnosti okna, pořizujeme radiátory. Počet radiátorů by se měl rovnat počtu oken. To znamená, že pokud jsou dvě okna, dostaneme dvě baterie po 1,2 kW. Umístíme je pod parapety nebo na jakékoli jiné místo určené návrhem.
Hodnotu výkonu radiátorů můžete zvýšit, ale nemůžete ji snížit
- Podle tabulky vnitřních průměrů potrubí zjistíme hodnotu výkonu 2,4 kW (2400 W), poté se podíváme na horní hodnotu tepelného toku. Modře zvýrazněná oblast představuje optimální průtok kapaliny v topném systému, který byl zmíněn dříve v našem článku. Je třeba poznamenat, že uvedená tabulka ukazuje hodnoty všech parametrů pro dvoutrubkový topný systém s přihlédnutím k rozdílu teplot kapaliny na vstupu do potrubí a na výstupu.
Pojďme si tedy práci s tabulkou shrnout. Pro vytápění místnosti 20 m2 je vhodná trubka o průřezu 8 mm. V tomto případě bude rychlost chladicí kapaliny 0,6 m/s, její spotřeba 105 kg/h a tepelný výkon 2453 W. Je povoleno používat trubky 10 mm, pak rychlost pohybu bude 0,4 m / s, průtok bude 110 kg / h a tepelný tok bude 2555 W.
Postup výpočtu průřezu vedení přívodu tepla
Před výpočtem průměru topné trubky je nutné určit jejich základní geometrické parametry. K tomu potřebujete znát hlavní charakteristiky dálnic. Patří mezi ně nejen výkon, ale také rozměry.
Každý výrobce uvádí hodnotu průřezu potrubí - průměr. Ale ve skutečnosti záleží na tloušťce stěny a materiálu výroby. Před zakoupením konkrétního modelu potrubí musíte znát následující vlastnosti označení geometrických rozměrů:
- Výpočet průměru polypropylenových trubek pro vytápění se provádí s ohledem na skutečnost, že výrobci uvádějí vnější rozměry. Pro výpočet užitečného řezu je nutné odečíst dvě tloušťky stěny;
- U ocelových a měděných trubek jsou uvedeny vnitřní rozměry.
Znáte-li tyto funkce, můžete vypočítat průměr topného potrubí, potrubí a dalších součástí pro instalaci.
Při výběru polymerních topných trubek je nutné objasnit přítomnost výztužné vrstvy v návrhu. Bez ní při vystavení horké vodě nebude mít vlasec patřičnou tuhost.
Stanovení tepelného výkonu systému
Jak vybrat správný průměr potrubí pro vytápění a mělo by to být provedeno bez vypočítaných údajů? U malého topného systému lze upustit od složitých výpočtů
Důležité je pouze znát následující pravidla:
- Optimální průměr potrubí s přirozenou cirkulací vytápění by měl být od 30 do 40 mm;
- U uzavřeného systému s nuceným pohybem chladicí kapaliny by měly být použity menší trubky pro vytvoření optimálního tlaku a průtoku vody.
Pro přesný výpočet se doporučuje použít program pro výpočet průměru topných trubek. Pokud tomu tak není, můžete použít přibližné výpočty. Nejprve musíte zjistit tepelný výkon systému. Chcete-li to provést, musíte použít následující vzorec:
Kde Q je vypočtený tepelný výkon vytápění, kW / h, V je objem místnosti (domu), m³, Δt je rozdíl mezi teplotami na ulici a v místnosti, ° С, K je vypočtené teplo ztrátový koeficient domu, 860 je hodnota pro převod přijatých hodnot do přijatelného formátu kWh.
Největší potíže při předběžném výpočtu průměru plastových trubek pro vytápění způsobuje korekční faktor K. Závisí na tepelné izolaci domu. Nejlépe se to vezme z tabulkových údajů.
Stupeň tepelné izolace budovy
Kvalitní zateplení domu, osazena moderní okna a dveře
Jako příklad výpočtu průměrů polypropylenových trubek pro vytápění můžete vypočítat požadovaný tepelný výkon místnosti o celkovém objemu 47 m³. V tomto případě bude venkovní teplota -23 °С a uvnitř - +20 °С. V souladu s tím bude rozdíl Δt 43 °C. Vezmeme korekční faktor rovný 1,1. Potom bude požadovaný tepelný výkon.
Dalším krokem při výběru průměru potrubí pro vytápění je určení optimální rychlosti chladicí kapaliny.
Prezentované výpočty nezohledňují korekci na drsnost vnitřního povrchu dálnic.
Rychlost vody v potrubí
Tabulka pro výpočet průměru topné trubky
Optimální tlak chladicí kapaliny v síti je nezbytný pro rovnoměrné rozložení tepelné energie přes radiátory a baterie. Pro správný výběr průměrů topných trubek je třeba vzít v úvahu optimální hodnoty rychlosti postupu vody v potrubí.
Je třeba si uvědomit, že pokud je překročena intenzita pohybu chladicí kapaliny v systému, může se objevit cizí hluk. Proto by tato hodnota měla být mezi 0,36 a 0,7 m/s. Pokud je parametr nižší, nevyhnutelně dojde k dalším tepelným ztrátám. Při jejím překročení se objeví hluk v potrubí a radiátorech.
Pro konečný výpočet průměru topné trubky použijte údaje z níže uvedené tabulky.
Dosazením do vzorce pro výpočet průměru topné trubky v dříve získaných hodnotách lze určit, že optimální průměr trubky pro konkrétní místnost bude 12 mm. Toto je pouze přibližný výpočet. V praxi odborníci doporučují k získaným hodnotám přidat 10-15 %. Vzorec pro výpočet průměru topné trubky se totiž může změnit přidáním nových komponentů do systému. Pro přesný výpočet budete potřebovat speciální program pro výpočet průměru topných trubek. Podobné softwarové systémy lze stáhnout v demo verzi s omezenými možnostmi výpočtu.
