Obliczanie kolektora grzewczego i tulei montażowych
Powyższa technologia obliczeniowa może być stosowana do wszystkich rodzajów zaopatrzenia w ciepło - jednorurowych, dwururowych i kolektorowych. Jednak w przypadku tych ostatnich konieczne jest prawidłowe obliczenie średnicy kolektora grzewczego.
Ten element grzejny jest niezbędny do dystrybucji chłodziwa w kilku obwodach. W tym przypadku obliczenie prawidłowej średnicy kolektora grzewczego jest nierozerwalnie związane z obliczeniem optymalnego odcinka rurociągu. To kolejny etap projektowania systemu grzewczego.
Schemat kalkulacji kolektora
Aby obliczyć średnicę kolektora grzewczego, należy najpierw obliczyć przekrój rur zgodnie z powyższym schematem. Następnie możesz użyć dość prostej formuły:
Przy określaniu wysokości i optymalnej odległości między dyszami obowiązuje zasada „trzech średnic”. Według niego odległość rur na konstrukcji powinna wynosić 6 promieni. Całkowita średnica rozdzielacza grzewczego również jest równa tej wartości.
Tuleja do montażu rur grzewczych
Ale oprócz tego elementu systemu często konieczne jest użycie dodatkowych. Jak znaleźć średnicę tulei do rur grzewczych? Tylko poprzez wykonanie wstępnego obliczenia odcinka autostrad. Ponadto musisz wziąć pod uwagę grubość ścian i materiał ich wykonania. Od tego będzie zależeć projekt rękawa, stopień jego izolacji termicznej.
Na średnicę mufy do rur grzewczych wpływa materiał ściany, a także rury
Ważne jest, aby wziąć pod uwagę możliwy stopień rozszerzania się, gdy powierzchnia jest ogrzewana. Jeśli średnice plastikowych rur doprowadzających ciepło wynoszą 20 mm, to ten sam parametr dla tulei musi wynosić co najmniej 24 mm
Tuleję należy montować na zaprawie cementowej lub podobnym niepalnym materiale.
Jak wybrać odpowiednią średnicę rury?
W przypadkach, gdy ogrzewanie odbywa się w prywatnym domu lub domku, rury należy dobierać, biorąc pod uwagę fakt, że średnica nie zmieni się tylko w przypadku bezpośredniego podłączenia do systemu centralnego ogrzewania. W przypadku autonomicznego systemu rurowego można zastosować dowolny rozmiar (inną średnicę i długość), w zależności od preferencji właściciela domu.
Przy wyborze niezbędnych półfabrykatów należy wziąć pod uwagę wszystkie cechy, zwłaszcza jeśli chodzi o naturalny system grzewczy, gdzie stosunek przekroju do mocy pompy nie będzie cechą podstawową. Fakt ten przypisuje się zaletom tego systemu grzewczego.
Schemat instalacji rur.
Wadą takiego systemu jest mały promień działania i wysoki koszt zastosowanych w tym przypadku elementów wielkogabarytowych.
Aby zapewnić wydajność systemu, konieczne jest utrzymanie w nim pewnego poziomu ciśnienia, aby woda poruszająca się w środku pokonała wszystkie przeszkody na swojej drodze. Opór (przeszkody) może być w postaci tarcia wody o ściany, kranu lub kranu i urządzenia grzewczego. Najciekawsze jest to, że opór i prędkość przepływu wody zależy od długości i średnicy rur rurociągu. Przy dużej prędkości wody, małym przekroju i długim rurociągu wzrasta poziom oporu na drodze wody.
Pojemność fajki wodnej
Najczęściej używane są rury wodne w domu. A ponieważ są one poddawane dużemu obciążeniu, obliczenie przepustowości sieci wodociągowej staje się ważnym warunkiem niezawodnej pracy.
Przejezdność rury w zależności od średnicy
Średnica nie jest najważniejszym parametrem przy obliczaniu drożności rury, ale wpływa również na jej wartość. Im większa średnica wewnętrzna rury, tym wyższa przepuszczalność, a także mniejsze prawdopodobieństwo zatorów i korków. Jednak oprócz średnicy należy wziąć pod uwagę współczynnik tarcia wody o ścianki rury (wartość tabelaryczna dla każdego materiału), długość przewodu oraz różnicę ciśnień płynu na wlocie i wylocie. Ponadto liczba zagięć i kształtek w rurociągu znacznie wpłynie na drożność.
Tabela pojemności rur według temperatury chłodziwa
Im wyższa temperatura w rurze, tym mniejsza jest jej pojemność, ponieważ woda rozszerza się, powodując dodatkowe tarcie.
Dla hydrauliki nie ma to znaczenia, ale w systemach grzewczych jest to parametr kluczowy
Istnieje tabela do obliczeń ciepła i chłodziwa.
| Średnica rury, mm | Pasmo | |||
|---|---|---|---|---|
| Przez ciepło | Przez chłodziwo | |||
| Woda | Parowy | Woda | Parowy | |
| 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 |
Tabela wydajności rur w zależności od ciśnienia chłodziwa
Istnieje tabela opisująca przepustowość rur w zależności od ciśnienia.
| Konsumpcja | Pasmo | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Rura DN | 15 mm | 20 mm | 25 mm | 32 mm | 40 mm | 50 mm | 65 mm | 80 mm | 100 mm |
| Pa/m — mbar/m | mniej niż 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 |
Tabela wydajności rur w zależności od średnicy (wg Shevelev)
Tabele F.A. i A.F. Shevelev są jedną z najdokładniejszych tabelarycznych metod obliczania przepustowości systemu zaopatrzenia w wodę. Ponadto zawierają wszystkie niezbędne wzory obliczeniowe dla każdego konkretnego materiału. Jest to obszerny materiał informacyjny, z którego najczęściej korzystają inżynierowie hydraulików.
Tabele uwzględniają:
- średnice rur - wewnętrzne i zewnętrzne;
- grubość ściany;
- żywotność rurociągu;
- długość linii;
- przypisanie rur.
Średnice rur grzewczych i cechy ich wyboru
Rozpoczynając rozwiązywanie takiego problemu, jak obliczanie średnicy rur systemu grzewczego, należy wziąć pod uwagę, że istnieje kilka pojęć połączonych ogólnym terminem „średnica rury”. Każdą rurę można scharakteryzować następującymi parametrami:
Średnica wewnętrzna jest główną cechą rury, wskazującą na jej przepustowość.
Średnica zewnętrzna jest równie ważną cechą, którą należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu systemu grzewczego.
Średnica nominalna (otwór nominalny) - pewna zaokrąglona wartość, która jest wskazana podczas znakowania.
Nie powinniśmy również zapominać, że rury wykonane z różnych materiałów mają w oznaczeniu liczbę odpowiadającą jednej lub drugiej z jej średnic:
- Rury stalowe i żeliwne są oznaczone wielkością ich średnicy wewnętrznej.
- Rury wykonane z miedzi lub tworzywa sztucznego - w zależności od wielkości średnicy zewnętrznej.
Dlatego przy obliczaniu przekroju rury grzewczej konieczne jest uwzględnienie materiału rur. Zwłaszcza jeśli ma stworzyć system będący kombinacją różnych rur.
Jedną z cech wpływających na dobór rozmiaru dowolnych rur jest jednostka miary przyjęta do oceny wielkości ich średnicy, a co za tym idzie ich oznaczenia. Podstawową jednostką rozmiaru rury jest liczba całkowita lub ułamek cala. Aby przeliczyć cale na zwykły dla nas system miar, należy pamiętać, że 1 cal = 25,4 mm.
Obliczanie średnicy rur grzewczych
Aby zrozumieć, jak pracować z tabelą średnic i jak wybrać średnicę rury podczas układania rurociągu grzewczego, rozważ typowe obliczenia dla pomieszczenia o powierzchni 20 m2:
- Najpierw dowiadujemy się, ile mocy cieplnej potrzeba do ogrzania konkretnego pomieszczenia w domu.Na każde 10 m2 powierzchni (pod warunkiem, że ściany są ocieplone, a wysokość stropu nie przekracza 3 m) wymagany jest 1 kW mocy cieplnej.
- W naszym przypadku jest to 20 m2, a więc 2 kW.
- Dodajemy 20% marży, otrzymujemy 2,4 kW. Oznacza to, że do stworzenia komfortowych warunków temperaturowych w takim pomieszczeniu konieczne jest zapewnienie ogrzewania o mocy 2,4 kW. Opisane obliczenia możesz przeprowadzić za pomocą kalkulatora internetowego.
Tabela średnic rur grzewczych, według której można określić optymalną średnicę rur w ogrzewaniu dwururowym
- Jeśli w pokoju są okna, kupujemy grzejniki. Liczba grzejników powinna być równa liczbie okien. Oznacza to, że jeśli są dwa okna, otrzymujemy dwie baterie o mocy 1,2 kW każda. Umieszczamy je pod parapetami lub w innym miejscu przewidzianym przez projekt.
Możesz zwiększyć moc grzejników, ale nie możesz jej zmniejszyć
- Zgodnie z tabelą średnic wewnętrznych rur znajdujemy wartość mocy 2,4 kW (2400 W), następnie patrzymy na górną wartość strumienia ciepła. Strefa zaznaczona na niebiesko reprezentuje optymalne natężenie przepływu płynu w systemie grzewczym, o czym wspominaliśmy wcześniej w naszym artykule. Należy zauważyć, że przedstawiona tabela pokazuje wartości wszystkich parametrów dla dwururowego systemu grzewczego z uwzględnieniem różnicy temperatur płynu na wlocie do rurociągu i na wylocie.
Podsumujmy więc pracę ze stołem. Do ogrzewania pomieszczenia o powierzchni 20 m2 odpowiednia jest rura o przekroju 8 mm. W tym przypadku prędkość chłodziwa wyniesie 0,6 m/s, natężenie przepływu 105 kg/h, a moc cieplna 2453 W. Dozwolone jest stosowanie rur 10 mm, wówczas prędkość ruchu będzie równa 0,4 m / s, natężenie przepływu wyniesie 110 kg / h, a strumień ciepła wyniesie 2555 W.
Procedura obliczania przekroju przewodów zasilających w ciepło
Przed obliczeniem średnicy rury grzewczej konieczne jest określenie ich podstawowych parametrów geometrycznych. Aby to zrobić, musisz znać główne cechy autostrad. Należą do nich nie tylko wydajność, ale także wymiary.
Każdy producent podaje wartość przekroju rury - średnicę. Ale w rzeczywistości zależy to od grubości ścianki i materiału produkcyjnego. Przed zakupem konkretnego modelu rurociągów musisz znać następujące cechy oznaczenia wymiarów geometrycznych:
- Obliczenie średnicy rur polipropylenowych do ogrzewania odbywa się z uwzględnieniem faktu, że producenci wskazują wymiary zewnętrzne. Aby obliczyć użyteczny przekrój, należy odjąć dwie grubości ścianki;
- W przypadku rur stalowych i miedzianych podano wymiary wewnętrzne.
Znając te cechy, możesz obliczyć średnicę kolektora grzewczego, rur i innych elementów do instalacji.
Wybierając polimerowe rury grzewcze, należy wyjaśnić obecność warstwy wzmacniającej w projekcie. Bez niego linka pod wpływem gorącej wody nie będzie miała odpowiedniej sztywności.
Wyznaczenie mocy cieplnej układu
Jak dobrać odpowiednią średnicę rury do ogrzewania i czy należy to robić bez obliczonych danych? W przypadku małego systemu grzewczego można zrezygnować ze skomplikowanych obliczeń
Ważne jest tylko poznanie następujących zasad:
- Optymalna średnica rur z naturalnym obiegiem grzewczym powinna wynosić od 30 do 40 mm;
- W przypadku systemu zamkniętego z wymuszonym ruchem chłodziwa należy zastosować mniejsze rury, aby wytworzyć optymalne ciśnienie i natężenie przepływu wody.
W celu dokładnego obliczenia zaleca się użycie programu do obliczania średnicy rur grzewczych. Jeśli tak nie jest, możesz użyć przybliżonych obliczeń. Najpierw musisz znaleźć moc cieplną systemu. Aby to zrobić, musisz użyć następującej formuły:
Gdzie Q jest obliczoną mocą cieplną ogrzewania, kW / h, V jest objętością pomieszczenia (domu), m³, Δt jest różnicą między temperaturami na ulicy i w pomieszczeniu, ° С, K jest obliczonym ciepłem współczynnik strat domu, 860 to wartość do konwersji otrzymanych wartości na akceptowalny format kWh.
Największą trudność we wstępnym obliczeniu średnicy rur z tworzyw sztucznych do ogrzewania powoduje współczynnik korygujący K. Zależy on od izolacji termicznej domu. Najlepiej wziąć go z danych tabeli.
Stopień izolacyjności cieplnej budynku
Wysokiej jakości izolacja domu, zamontowano nowoczesne okna i drzwi
Jako przykład obliczenia średnic rur polipropylenowych do ogrzewania można obliczyć wymaganą moc cieplną pomieszczenia o łącznej objętości 47 m³. W tym przypadku temperatura na zewnątrz wyniesie -23°С, a w pomieszczeniu - +20°С. W związku z tym różnica Δt wyniesie 43°C. Bierzemy współczynnik korekcji równy 1,1. Wtedy wymagana będzie moc cieplna.
Kolejnym krokiem w wyborze średnicy rury do ogrzewania jest określenie optymalnej prędkości chłodziwa.
Przedstawione obliczenia nie uwzględniają poprawki na chropowatość powierzchni wewnętrznej autostrad.
Prędkość wody w rurach
Tabela do obliczania średnicy rury grzewczej
Optymalne ciśnienie chłodziwa w sieci jest niezbędne do równomiernego rozprowadzania energii cieplnej nad grzejnikami i akumulatorami. W celu prawidłowego doboru średnic rur grzewczych należy przyjąć optymalne wartości prędkości posuwu wody w rurociągach.
Warto pamiętać, że w przypadku przekroczenia intensywności ruchu chłodziwa w układzie może wystąpić obcy hałas. Dlatego wartość ta powinna wynosić od 0,36 do 0,7 m/s. Jeśli parametr jest mniejszy, nieuchronnie wystąpią dodatkowe straty ciepła. Jeśli zostanie przekroczony, w rurociągach i grzejnikach pojawi się hałas.
Do ostatecznego obliczenia średnicy rury grzewczej skorzystaj z danych z poniższej tabeli.
Podstawiając do wzoru na obliczenie średnicy rury grzewczej w uprzednio uzyskanych wartościach można określić, że optymalna średnica rury dla danego pomieszczenia wyniesie 12 mm. To tylko przybliżone obliczenie. W praktyce eksperci zalecają dodanie 10-15% do uzyskanych wartości. Dzieje się tak, ponieważ wzór na obliczenie średnicy rury grzewczej może ulec zmianie w związku z dodaniem do systemu nowych elementów. Do dokładnych obliczeń potrzebny będzie specjalny program do obliczania średnicy rur grzewczych. Podobne systemy oprogramowania można pobrać w wersji demonstracyjnej z ograniczonymi możliwościami obliczeniowymi.
