Cálculo del colector de calefacción y manguitos de montaje.
La tecnología de cálculo anterior se puede aplicar a todos los tipos de suministro de calor: monotubo, bitubo y colector. Sin embargo, para este último, es necesario realizar un cálculo correcto del diámetro del colector de calefacción.
Este elemento calefactor es necesario para la distribución del refrigerante en varios circuitos. En este caso, el cálculo del diámetro correcto del colector de calefacción está indisolublemente ligado al cálculo de la sección óptima de la tubería. Esta es la siguiente etapa en el diseño del sistema de calefacción.
Esquema de cálculo del colector
Para calcular el diámetro del colector de calefacción, primero debe calcular la sección transversal de las tuberías de acuerdo con el esquema anterior. Entonces puedes usar una fórmula bastante simple:
Al determinar la altura y la distancia óptima entre las boquillas, se aplica el principio de "tres diámetros". Según él, la distancia de las tuberías en la estructura debe ser de 6 radios cada una. El diámetro total del colector de calefacción también es igual a este valor.
Manguito para montar tubos de calefacción.
Pero además de este componente del sistema, a menudo es necesario utilizar otros adicionales. ¿Cómo saber el diámetro del manguito para tuberías de calefacción? Solo realizando un cálculo preliminar de la sección de las carreteras. Además, es necesario tener en cuenta el grosor de las paredes y el material de su fabricación. El diseño de la manga, el grado de su aislamiento térmico dependerá de esto.
El diámetro del manguito para tuberías de calefacción está influenciado por el material de la pared, así como por las tuberías.
Es importante tener en cuenta el posible grado de dilatación cuando se calienta la superficie. Si los diámetros de las tuberías de suministro de calor de plástico son de 20 mm, entonces el mismo parámetro para el manguito debe ser de al menos 24 mm.
El manguito debe montarse sobre mortero de cemento o un material incombustible similar.
Cómo elegir el diámetro de tubería correcto
En los casos en que la calefacción se lleva a cabo en una casa o casa de campo privada, las tuberías deben seleccionarse teniendo en cuenta el hecho de que el diámetro no cambiará solo cuando haya una conexión directa al sistema de calefacción central. En el caso de un sistema de tuberías autónomo, se puede utilizar cualquier tamaño (diferente diámetro y longitud), según las preferencias del propietario de la casa.
Al elegir los espacios en blanco necesarios, es necesario tener en cuenta todas las características, especialmente cuando se trata de un sistema de calefacción natural, donde la relación entre la sección transversal y la potencia de la bomba no será una característica principal. Este hecho se atribuye a las ventajas de este sistema de calefacción.
Esquema de instalación de tuberías.
La desventaja de tal sistema es el pequeño radio de acción y el alto costo de los elementos de gran tamaño utilizados en este caso.
Para garantizar la eficiencia del sistema, es necesario mantener un cierto nivel de presión en él, lo que permite que el agua que se mueve en su interior supere todos los obstáculos en su camino. La resistencia (obstáculos) puede ser en forma de fricción de agua contra las paredes, un grifo o un grifo y un dispositivo de calefacción. Lo más interesante es que la resistencia y la velocidad a la que fluirá el agua depende de la longitud y el diámetro de las tuberías de la tubería. Con una alta velocidad del agua, una sección transversal pequeña y una tubería larga, aumenta el nivel de resistencia en la trayectoria del agua.
Capacidad de la tubería de agua
Las tuberías de agua en la casa se usan con mayor frecuencia. Y dado que están sujetos a una gran carga, el cálculo del rendimiento de la tubería principal de agua se convierte en una condición importante para una operación confiable.
Pasabilidad de la tubería en función del diámetro.
El diámetro no es el parámetro más importante al calcular la permeabilidad de la tubería, pero también afecta su valor. Cuanto mayor sea el diámetro interior de la tubería, mayor será la permeabilidad, así como menor la posibilidad de bloqueos y tapones. Sin embargo, además del diámetro, es necesario tener en cuenta el coeficiente de fricción del agua en las paredes de la tubería (valor de tabla para cada material), la longitud de la línea y la diferencia de presión del fluido en la entrada y la salida. Además, la cantidad de curvas y accesorios en la tubería afectará en gran medida la permeabilidad.
Tabla de capacidad de tubería por temperatura de refrigerante
Cuanto mayor sea la temperatura en la tubería, menor será su capacidad, ya que el agua se expande y crea fricción adicional.
Para la plomería, esto no es importante, pero en los sistemas de calefacción es un parámetro clave.
Hay una tabla para los cálculos de calor y refrigerante.
| Diámetro del tubo, mm | Banda ancha | |||
|---|---|---|---|---|
| por calor | por refrigerante | |||
| Agua | Vapor | Agua | 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 |
Tabla de capacidades de tubería en función de la presión del refrigerante
Hay una tabla que describe el rendimiento de las tuberías en función de la presión.
| Consumo | Banda ancha | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| tubo DN | 15mm | 20mm | 25mm | 32mm | 40mm | 50mm | 65mm | 80mm | 100mm |
| Pa/m — mbar/m | menos de 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 |
Tabla de capacidades de tubería según diámetro (según Shevelev)
Las tablas de F.A. y A.F. Shevelev son uno de los métodos tabulares más precisos para calcular el rendimiento de un sistema de suministro de agua. Además, contienen todas las fórmulas de cálculo necesarias para cada material específico. Este es un material informativo voluminoso utilizado por los ingenieros hidráulicos con mayor frecuencia.
Las tablas tienen en cuenta:
- diámetros de tubería - internos y externos;
- espesor de pared;
- vida útil de la tubería;
- Longitud de la línea;
- asignación de tubería.
Diámetros de tuberías de calefacción y características de su elección.
Al comenzar a resolver un problema como el cálculo del diámetro de las tuberías de un sistema de calefacción, se debe tener en cuenta que existen varios conceptos unidos por el término general "diámetro de la tubería". Cada tubería se puede caracterizar por los siguientes parámetros:
El diámetro interior es la principal característica de la tubería, indicando su caudal.
El diámetro exterior es una característica igualmente importante que debe tenerse en cuenta al diseñar un sistema de calefacción.
Diámetro nominal (diámetro nominal): un cierto valor redondeado, que se indica al marcar.
Tampoco debemos olvidar que las tuberías de diferentes materiales llevan en su rotulado un número correspondiente a uno u otro de sus diámetros:
- Las tuberías de acero y hierro fundido están marcadas por el tamaño de su diámetro interior.
- Tubos de cobre o plástico, según el tamaño del diámetro exterior.
Por eso, al calcular la sección transversal de una tubería de calefacción, es imprescindible tener en cuenta el material de las tuberías. Especialmente si se supone que debe crear un sistema que sea una combinación de diferentes tuberías.
Una de las características que influye en la elección del tamaño de cualquier tubería es la unidad de medida adoptada para evaluar el tamaño de su diámetro y, por lo tanto, su marcado. La unidad básica para el tamaño de la tubería es un número entero o fracción de pulgada. Para convertir las pulgadas al sistema de medidas habitual para nosotros, debes recordar que 1 pulgada = 25,4 mm.
Cálculo del diámetro de las tuberías de calefacción.
Para comprender cómo trabajar con una tabla de diámetros y cómo elegir un diámetro de tubería al colocar una tubería de calefacción, considere un cálculo típico para una habitación de 20 m2:
- Primero, averiguamos cuánta potencia calorífica se requiere para calentar una habitación en particular de la casa.Por cada 10 m2 de superficie (siempre que las paredes estén aisladas y la altura del techo no supere los 3 m), se requiere 1 kW de potencia térmica.
- En nuestro caso, son 20 m2, por lo tanto, 2 kW.
- Agregamos un margen del 20%, terminamos con 2,4 kW. Esto significa que para crear condiciones de temperatura confortables en una habitación de este tipo, es necesario proporcionar calefacción con una potencia de 2,4 kW. Puede realizar los cálculos descritos utilizando una calculadora en línea.
Tabla de diámetros de tubería de calefacción, según la cual es posible determinar el diámetro de tubería óptimo en calefacción de dos tuberías
- Si hay ventanas en la habitación, compramos radiadores de calefacción. El número de radiadores debe ser igual al número de ventanas. Es decir, si hay dos ventanas, obtenemos dos baterías de 1,2 kW cada una. Los colocamos debajo de los marcos de las ventanas o en cualquier otro lugar previsto por el diseño.
Puede aumentar el valor de potencia de los radiadores, pero no puede disminuirlo
- De acuerdo con la tabla de diámetros internos de tuberías, encontramos el valor de potencia de 2,4 kW (2400 W), luego observamos el valor superior del flujo de calor. El área resaltada en azul representa el caudal de fluido óptimo en el sistema de calefacción, que se mencionó anteriormente en nuestro artículo. Cabe señalar que la tabla presentada muestra los valores de todos los parámetros para un sistema de calefacción de dos tubos, teniendo en cuenta la diferencia de temperatura del fluido en la entrada a la tubería y en la salida.
Entonces, resumamos el trabajo con la tabla. Para calentar una habitación de 20 m2, es adecuada una tubería con una sección transversal de 8 mm. En este caso, la velocidad del refrigerante será de 0,6 m/s, su consumo de 105 kg/h y la potencia térmica de 2453 W. Se permite el uso de tuberías de 10 mm, entonces la velocidad de movimiento será de 0,4 m / s, el caudal será de 110 kg / h y el flujo de calor será de 2555 W.
El procedimiento para calcular la sección transversal de las líneas de suministro de calor.
Antes de calcular el diámetro de una tubería de calefacción, es necesario determinar sus parámetros geométricos básicos. Para ello, es necesario conocer las principales características de las carreteras. Estos incluyen no solo el rendimiento, sino también las dimensiones.
Cada fabricante indica el valor de la sección de tubería - diámetro. Pero, de hecho, depende del grosor de la pared y del material de fabricación. Antes de comprar un modelo específico de tuberías, debe conocer las siguientes características de la designación de dimensiones geométricas:
- El cálculo del diámetro de las tuberías de polipropileno para calefacción se realiza teniendo en cuenta el hecho de que los fabricantes indican las dimensiones exteriores. Para calcular la sección útil, es necesario restar dos espesores de pared;
- Para tuberías de acero y cobre, se dan las dimensiones internas.
Conociendo estas características, puede calcular el diámetro del colector de calefacción, las tuberías y otros componentes para la instalación.
Al elegir tuberías de calefacción de polímero, es necesario aclarar la presencia de una capa de refuerzo en el diseño. Sin él, cuando se expone al agua caliente, la línea no tendrá la rigidez adecuada.
Determinación de la potencia térmica del sistema
¿Cómo elegir el diámetro de tubería correcto para calefacción y debe hacerse sin datos calculados? Para un sistema de calefacción pequeño, se pueden prescindir de cálculos complejos
Solo es importante conocer las siguientes reglas:
- El diámetro óptimo de las tuberías con circulación natural de calefacción debe ser de 30 a 40 mm;
- Para un sistema cerrado con movimiento forzado del refrigerante, se deben usar tuberías más pequeñas para crear una presión y un caudal de agua óptimos.
Para un cálculo preciso, se recomienda utilizar un programa para calcular el diámetro de las tuberías de calefacción. Si no lo son, puede usar cálculos aproximados. Primero necesitas encontrar la potencia térmica del sistema. Para hacer esto, debe usar la siguiente fórmula:
Donde Q es la salida de calor calculada de calefacción, kW / h, V es el volumen de la habitación (casa), m³, Δt es la diferencia entre las temperaturas en la calle y en la habitación, ° С, K es el calor calculado coeficiente de pérdida de la casa, 860 es el valor para convertir los valores recibidos en un formato de kWh aceptable.
La mayor dificultad en el cálculo preliminar del diámetro de las tuberías de plástico para calefacción es causada por el factor de corrección K. Depende del aislamiento térmico de la casa. Es mejor tomarlo de los datos de la tabla.
El grado de aislamiento térmico del edificio.
Aislamiento de alta calidad de la casa, ventanas y puertas modernas instaladas.
Como ejemplo de cálculo de los diámetros de las tuberías de polipropileno para calefacción, puede calcular la potencia calorífica requerida de una habitación con un volumen total de 47 m³. En este caso, la temperatura exterior será -23°С, y en el interior - +20°С. En consecuencia, la diferencia Δt será de 43°C. Tomamos el factor de corrección igual a 1.1. Entonces será la potencia térmica requerida.
El siguiente paso para elegir el diámetro de la tubería para calentar es determinar la velocidad óptima del refrigerante.
Los cálculos presentados no tienen en cuenta la corrección por la rugosidad de la superficie interior de las carreteras.
Velocidad del agua en tuberías
Tabla para calcular el diámetro de la tubería de calefacción.
La presión óptima del refrigerante en la red es necesaria para la distribución uniforme de la energía térmica sobre radiadores y baterías. Para la correcta selección de los diámetros de las tuberías de calefacción, se deben tomar los valores óptimos de la velocidad de avance del agua en las tuberías.
Vale la pena recordar que si se excede la intensidad del movimiento del refrigerante en el sistema, pueden producirse ruidos extraños. Por lo tanto, este valor debe estar entre 0,36 y 0,7 m/s. Si el parámetro es menor, inevitablemente se producirán pérdidas de calor adicionales. Si se supera, aparecerá ruido en tuberías y radiadores.
Para el cálculo final del diámetro de la tubería de calefacción, use los datos de la tabla a continuación.
Sustituyendo en la fórmula para calcular el diámetro de la tubería de calefacción en los valores obtenidos anteriormente, se puede determinar que el diámetro de tubería óptimo para una habitación en particular será de 12 mm. Esto es solo un cálculo aproximado. En la práctica, los expertos recomiendan agregar 10-15% a los valores obtenidos. Esto se debe a que la fórmula para calcular el diámetro de la tubería de calefacción puede cambiar debido a la adición de nuevos componentes al sistema. Para un cálculo preciso, necesitará un programa especial para calcular el diámetro de las tuberías de calefacción. Se pueden descargar sistemas de software similares en una versión de demostración con capacidades de cálculo limitadas.
