Cálculo do coletor de aquecimento e mangas de montagem
A tecnologia de cálculo acima pode ser aplicada a todos os tipos de fornecimento de calor - um tubo, dois tubos e coletor. No entanto, para este último, é necessário fazer um cálculo correto do diâmetro do coletor de aquecimento.
Este elemento de aquecimento é necessário para a distribuição do refrigerante em vários circuitos. Nesse caso, o cálculo do diâmetro correto do coletor de aquecimento está intrinsecamente ligado ao cálculo da seção ideal da tubulação. Esta é a próxima etapa no projeto do sistema de aquecimento.
Esquema de cálculo do coletor
Para calcular o diâmetro do coletor de aquecimento, você deve primeiro calcular a seção transversal dos tubos de acordo com o esquema acima. Então você pode usar uma fórmula bastante simples:
Ao determinar a altura e a distância ideal entre os bicos, é aplicado o princípio de "três diâmetros". Segundo ele, o afastamento das tubulações na estrutura deve ser de 6 raios cada. O diâmetro total do coletor de aquecimento também é igual a este valor.
Manga para montagem de tubos de aquecimento
Mas, além desse componente do sistema, muitas vezes é necessário usar outros adicionais. Como descobrir o diâmetro da manga para tubos de aquecimento? Somente realizando um cálculo preliminar do trecho de rodovias. Além disso, é necessário levar em consideração a espessura das paredes e o material de sua fabricação. O design da manga, o grau de isolamento térmico dependerá disso.
O diâmetro da manga para tubos de aquecimento é influenciado pelo material da parede, bem como pelos tubos
É importante levar em conta o possível grau de expansão quando a superfície é aquecida. Se os diâmetros dos tubos de fornecimento de calor de plástico forem de 20 mm, o mesmo parâmetro para a luva deve ser de pelo menos 24 mm
A manga deve ser montada em argamassa de cimento ou material similar não combustível.
Como escolher o diâmetro do tubo certo
Nos casos em que o aquecimento é realizado em uma casa ou chalé particular, os tubos devem ser selecionados levando em consideração o fato de que o diâmetro não mudará apenas quando houver uma conexão direta ao sistema de aquecimento central. No caso de um sistema de tubulação autônomo, qualquer tamanho (diâmetro e comprimento diferentes) pode ser usado, dependendo das preferências do proprietário da casa.
Ao escolher os blanks necessários, é necessário levar em consideração todas as características, especialmente quando se trata de um sistema de aquecimento natural, onde a relação entre a seção transversal e a potência da bomba não será uma característica primária. Este fato é atribuído às vantagens deste sistema de aquecimento.
Esquema de instalação da tubulação.
A desvantagem de tal sistema é o pequeno raio de ação e o alto custo dos elementos de grande porte usados neste caso.
Para garantir a eficiência do sistema, é necessário manter um certo nível de pressão nele, permitindo que a água que se move no seu interior supere todos os obstáculos em seu caminho. A resistência (obstáculos) pode ser na forma de atrito da água contra as paredes, uma torneira ou uma torneira e um dispositivo de aquecimento. O mais interessante é que a resistência e a velocidade com que a água fluirá depende do comprimento e do diâmetro dos tubos da tubulação. Com uma alta velocidade da água, uma pequena seção transversal e uma longa tubulação, o nível de resistência no caminho da água aumenta.
Capacidade do tubo de água
Os canos de água da casa são usados com mais frequência. E uma vez que estão sujeitos a uma grande carga, o cálculo da vazão da adutora torna-se uma condição importante para uma operação confiável.
Passabilidade do tubo em função do diâmetro
O diâmetro não é o parâmetro mais importante no cálculo da permeabilidade do tubo, mas também afeta seu valor. Quanto maior o diâmetro interno do tubo, maior a permeabilidade, bem como menor a chance de bloqueios e plugues. No entanto, além do diâmetro, é necessário levar em consideração o coeficiente de atrito da água nas paredes da tubulação (valor da tabela para cada material), o comprimento da linha e a diferença de pressão do fluido na entrada e na saída. Além disso, o número de curvas e conexões na tubulação afetará muito a permeabilidade.
Tabela de capacidade do tubo por temperatura do refrigerante
Quanto maior a temperatura no tubo, menor sua capacidade, pois a água se expande e, assim, cria atrito adicional.
Para o encanamento, isso não é importante, mas em sistemas de aquecimento é um parâmetro chave
Há uma tabela para cálculos de calor e refrigerante.
| Diâmetro do tubo, mm | Largura de banda | |||
|---|---|---|---|---|
| Por calor | Por refrigerante | |||
| Água | Vapor | Água | Vapor | |
| Gcal/h | º | |||
| 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 de capacidade da tubulação dependendo da pressão do refrigerante
Existe uma tabela que descreve o rendimento dos tubos em função da pressão.
| Consumo | Largura de banda | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| tubo DN | 15 milímetros | 20 milímetros | 25 milímetros | 32 milímetros | 40 milímetros | 50 milímetros | 65 milímetros | 80 milímetros | 100 milímetros |
| 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 |
Tabela de capacidade do tubo dependendo do diâmetro (de acordo com Shevelev)
As tabelas de F.A. e A.F. Shevelev são um dos métodos tabulares mais precisos para calcular a vazão de um sistema de abastecimento de água. Além disso, eles contêm todas as fórmulas de cálculo necessárias para cada material específico. Este é um material informativo volumoso usado por engenheiros hidráulicos com mais frequência.
As tabelas levam em consideração:
- diâmetros de tubos - internos e externos;
- espessura da parede;
- vida útil da tubulação;
- comprimento da linha;
- atribuição de tubos.
Diâmetros de tubos de aquecimento e recursos de sua escolha
Ao começar a resolver um problema como calcular o diâmetro dos tubos de um sistema de aquecimento, deve-se levar em consideração que existem vários conceitos unidos pelo termo geral "diâmetro do tubo". Cada tubo pode ser caracterizado pelos seguintes parâmetros:
O diâmetro interno é a principal característica do tubo, indicando sua vazão.
O diâmetro externo é uma característica igualmente importante que deve ser levada em consideração ao projetar um sistema de aquecimento.
Diâmetro nominal (furo nominal) - um certo valor arredondado, que é indicado ao marcar.
Também não devemos esquecer que os tubos feitos de materiais diferentes têm um número em sua marcação correspondente a um ou outro de seus diâmetros:
- Os tubos de aço e ferro fundido são marcados pelo tamanho de seu diâmetro interno.
- Tubos de cobre ou plástico - de acordo com o tamanho do diâmetro externo.
É por isso que, ao calcular a seção transversal de um tubo de aquecimento, é imperativo levar em consideração o material dos tubos. Especialmente se for para criar um sistema que seja uma combinação de diferentes tubos.
Uma das características que influenciam na escolha do tamanho de qualquer tubo é a unidade de medida adotada para avaliar o tamanho de seu diâmetro e, consequentemente, sua marcação. A unidade básica para o tamanho do tubo é um número inteiro ou fração de polegada. Para converter polegadas no sistema de medição usual para nós, lembre-se de que 1 polegada = 25,4 mm.
Cálculo do diâmetro dos tubos de aquecimento
Para entender como trabalhar com uma tabela de diâmetros e como escolher um diâmetro de tubo ao instalar uma tubulação de aquecimento, considere um cálculo típico para uma sala de 20 m2:
- Primeiro, descobrimos quanta energia térmica é necessária para aquecer um determinado cômodo da casa.Para cada 10 m2 de área (desde que as paredes sejam isoladas e a altura do teto não seja superior a 3 m), é necessário 1 kW de potência térmica.
- No nosso caso, são 20 m2, portanto, 2 kW.
- Adicionamos uma margem de 20%, acabamos com 2,4 kW. Isso significa que, para criar condições de temperatura confortáveis em tal sala, é necessário fornecer aquecimento com uma potência de 2,4 kW. Você pode realizar os cálculos descritos usando uma calculadora online.
Tabela de diâmetros do tubo de aquecimento, segundo a qual é possível determinar o diâmetro ideal do tubo no aquecimento de dois tubos
- Se houver janelas na sala, compramos radiadores de aquecimento. O número de radiadores deve ser igual ao número de janelas. Ou seja, se houver duas janelas, obtemos duas baterias de 1,2 kW cada. Nós os colocamos sob os peitoris das janelas ou em qualquer outro local fornecido pelo design.
Você pode aumentar o valor de potência dos radiadores, mas não pode diminuí-lo
- De acordo com a tabela de diâmetros internos do tubo, encontramos o valor de potência de 2,4 kW (2400 W), depois observamos o valor superior do fluxo de calor. A área destacada em azul representa a taxa de fluxo de fluido ideal no sistema de aquecimento, mencionada anteriormente em nosso artigo. Deve-se notar que a tabela apresentada mostra os valores de todos os parâmetros para um sistema de aquecimento de dois tubos, levando em consideração a diferença de temperaturas do fluido na entrada da tubulação e na saída.
Então, vamos resumir o trabalho com a tabela. Para aquecer uma sala de 20 m2, é adequado um tubo com seção transversal de 8 mm. Neste caso, a velocidade do refrigerante será de 0,6 m/s, seu consumo será de 105 kg/h e a potência térmica será de 2453 W. É permitido o uso de tubos de 10 mm, então a velocidade de movimento será de 0,4 m / s, a vazão será de 110 kg / h e o fluxo de calor será de 2555 W.
O procedimento para calcular a seção transversal das linhas de fornecimento de calor
Antes de calcular o diâmetro de um tubo de aquecimento, é necessário determinar seus parâmetros geométricos básicos. Para isso, você precisa conhecer as principais características das rodovias. Isso inclui não apenas o desempenho, mas também as dimensões.
Cada fabricante indica o valor da seção do tubo - diâmetro. Mas, na verdade, depende da espessura da parede e do material de fabricação. Antes de comprar um modelo específico de tubulações, você precisa conhecer os seguintes recursos da designação de dimensões geométricas:
- O cálculo do diâmetro dos tubos de polipropileno para aquecimento é feito levando em consideração o fato de os fabricantes indicarem as dimensões externas. Para calcular a seção útil, é necessário subtrair duas espessuras de parede;
- Para tubos de aço e cobre, são fornecidas as dimensões internas.
Conhecendo esses recursos, você pode calcular o diâmetro do coletor de aquecimento, tubos e outros componentes para instalação.
Ao escolher tubos de aquecimento de polímero, é necessário esclarecer a presença de uma camada de reforço no design. Sem ela, quando exposta à água quente, a linha não terá a rigidez adequada.
Determinação da potência térmica do sistema
Como escolher o diâmetro correto do tubo para aquecimento e isso deve ser feito sem dados calculados? Para um pequeno sistema de aquecimento, cálculos complexos podem ser dispensados
Só é importante conhecer as seguintes regras:
- O diâmetro ideal dos tubos com circulação natural de aquecimento deve ser de 30 a 40 mm;
- Para um sistema fechado com movimento forçado do refrigerante, tubos menores devem ser usados para criar pressão e vazão de água ideais.
Para um cálculo preciso, é recomendável usar um programa para calcular o diâmetro dos tubos de aquecimento. Se não forem, você pode usar cálculos aproximados. Primeiro você precisa encontrar a potência térmica do sistema. Para fazer isso, você precisa usar a seguinte fórmula:
Onde Q é a saída de calor calculada do aquecimento, kW / h, V é o volume da sala (casa), m³, Δt é a diferença entre as temperaturas na rua e na sala, ° С, K é o calor calculado coeficiente de perda da casa, 860 é o valor para converter os valores recebidos em um formato kWh aceitável.
A maior dificuldade no cálculo preliminar do diâmetro dos tubos de plástico para aquecimento é causada pelo fator de correção K. Depende do isolamento térmico da casa. É melhor tirar dos dados da tabela.
O grau de isolamento térmico do edifício
Isolamento de alta qualidade da casa, janelas e portas modernas instaladas
Como exemplo de cálculo dos diâmetros dos tubos de polipropileno para aquecimento, você pode calcular a saída de calor necessária de uma sala com um volume total de 47 m³. Nesse caso, a temperatura externa será de -23°С e dentro de casa - +20°С. Assim, a diferença Δt será de 43°C. Tomamos o fator de correção igual a 1,1. Então a potência térmica necessária será.
O próximo passo na escolha do diâmetro do tubo para aquecimento é determinar a velocidade ideal do refrigerante.
Os cálculos apresentados não levam em consideração a correção para a rugosidade da superfície interna das rodovias.
Velocidade da água nas tubulações
Tabela para calcular o diâmetro do tubo de aquecimento
A pressão ideal do refrigerante na rede é necessária para a distribuição uniforme da energia térmica sobre radiadores e baterias. Para a seleção correta dos diâmetros dos tubos de aquecimento, devem ser tomados os valores ideais da velocidade de avanço da água nas tubulações.
Vale lembrar que se a intensidade de movimento do refrigerante no sistema for excedida, ruídos estranhos podem ocorrer. Portanto, este valor deve estar entre 0,36 e 0,7 m/s. Se o parâmetro for menor, inevitavelmente ocorrerão perdas de calor adicionais. Se for excedido, o ruído aparecerá nas tubulações e radiadores.
Para o cálculo final do diâmetro do tubo de aquecimento, use os dados da tabela abaixo.
Substituindo na fórmula de cálculo do diâmetro do tubo de aquecimento nos valores obtidos anteriormente, pode-se determinar que o diâmetro ideal do tubo para uma determinada sala será de 12 mm. Este é apenas um cálculo aproximado. Na prática, os especialistas recomendam adicionar 10-15% aos valores obtidos. Isso porque a fórmula de cálculo do diâmetro do tubo de aquecimento pode mudar devido à adição de novos componentes ao sistema. Para um cálculo preciso, você precisará de um programa especial para calcular o diâmetro dos tubos de aquecimento. Sistemas de software semelhantes podem ser baixados em uma versão demo com recursos de cálculo limitados.
