Tính toán ống góp gia nhiệt và ống lắp đặt
Công nghệ tính toán trên có thể được áp dụng cho tất cả các loại cấp nhiệt - một ống, hai ống và bộ thu nhiệt. Tuy nhiên, đối với trường hợp thứ hai, cần phải tính toán chính xác đường kính của bộ thu nhiệt.
Phần tử gia nhiệt này cần thiết để phân phối chất làm mát qua một số mạch. Trong trường hợp này, việc tính toán đường kính chính xác của ống góp gia nhiệt gắn bó chặt chẽ với việc tính toán tiết diện tối ưu của đường ống. Đây là giai đoạn tiếp theo trong quá trình thiết kế hệ thống sưởi.
Sơ đồ tính toán bộ sưu tập
Để tính toán đường kính của ống góp gia nhiệt, trước tiên bạn phải tính toán tiết diện của các đường ống theo sơ đồ trên. Sau đó, bạn có thể sử dụng một công thức khá đơn giản:
Khi xác định chiều cao và khoảng cách tối ưu giữa các vòi phun, nguyên tắc "ba đường kính" được áp dụng. Theo ông, độ xa của các ống trên cấu trúc nên là 6 bán kính mỗi ống. Tổng đường kính của ống góp gia nhiệt cũng bằng giá trị này.
Tay áo để lắp ống sưởi
Nhưng ngoài thành phần này của hệ thống, thường phải sử dụng thêm những thành phần khác. Làm thế nào để tìm ra đường kính của ống bọc cho ống sưởi? Chỉ bằng cách thực hiện một tính toán sơ bộ của mặt cắt của đường cao tốc. Ngoài ra, cần phải tính đến độ dày của các bức tường và vật liệu chế tạo chúng. Thiết kế của ống bọc, mức độ cách nhiệt của nó sẽ phụ thuộc vào điều này.
Đường kính của ống bọc cho ống sưởi bị ảnh hưởng bởi vật liệu của tường, cũng như đường ống
Điều quan trọng là phải tính đến mức độ giãn nở có thể có khi bề mặt bị nung nóng. Nếu đường kính của các ống cấp nhiệt bằng nhựa là 20 mm, thì thông số tương tự cho ống bọc phải ít nhất là 24 mm
Ống bọc phải được gắn trên vữa xi măng hoặc vật liệu không cháy tương tự.
Cách chọn đường kính ống phù hợp
Trong trường hợp sưởi ấm được thực hiện trong nhà riêng hoặc ngôi nhà nhỏ, các đường ống phải được lựa chọn có tính đến thực tế là đường kính sẽ không thay đổi chỉ khi có kết nối trực tiếp với hệ thống sưởi ấm trung tâm. Trong trường hợp hệ thống ống tự trị, có thể sử dụng bất kỳ kích thước nào (đường kính và chiều dài khác nhau) tùy theo sở thích của chủ nhân ngôi nhà.
Khi chọn các khoảng trống cần thiết, cần phải tính đến tất cả các tính năng, đặc biệt là khi nói đến hệ thống sưởi ấm tự nhiên, trong đó tỷ lệ giữa tiết diện và công suất máy bơm sẽ không phải là đặc điểm chính. Thực tế này là do những ưu điểm của hệ thống sưởi ấm này.
Sơ đồ lắp đặt đường ống.
Nhược điểm của hệ thống như vậy là bán kính hoạt động nhỏ và chi phí cao của các phần tử có kích thước lớn được sử dụng trong trường hợp này.
Để đảm bảo hiệu quả của hệ thống, cần phải duy trì một mức áp suất nhất định trong đó, cho phép nước di chuyển bên trong vượt qua mọi chướng ngại vật trên đường đi của nó. Lực cản (chướng ngại vật) có thể ở dạng ma sát của nước với tường, vòi hoặc vòi và thiết bị sưởi. Điều thú vị nhất là lực cản và tốc độ nước chảy phụ thuộc vào chiều dài và đường kính của các đường ống dẫn. Với vận tốc nước lớn, tiết diện nhỏ và đường ống dài thì mức độ cản của đường đi của nước càng tăng.
Công suất của ống nước
Đường ống nước trong nhà được sử dụng thường xuyên nhất. Và vì chúng phải chịu tải trọng lớn nên việc tính toán lưu lượng của ống dẫn nước trở thành điều kiện quan trọng để vận hành đáng tin cậy.
Khả năng thông qua của đường ống tùy thuộc vào đường kính
Đường kính không phải là thông số quan trọng nhất khi tính toán độ bền của ống, nhưng nó cũng ảnh hưởng đến giá trị của nó. Đường kính trong của ống càng lớn thì khả năng thẩm thấu càng cao, cũng như khả năng tắc và tắc càng thấp. Tuy nhiên, ngoài đường kính, cần tính đến hệ số ma sát của nước lên thành ống (bảng giá trị của từng loại vật liệu), chiều dài của đường ống và sự chênh lệch áp suất chất lỏng ở đầu vào và đầu ra. Ngoài ra, số lượng các khúc cua và phụ kiện trong đường ống sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến khả năng bảo vệ.
Bảng dung tích đường ống theo nhiệt độ nước làm mát
Nhiệt độ trong đường ống càng cao, dung tích của nó càng giảm, do nước nở ra và do đó tạo thêm ma sát.
Đối với hệ thống ống nước, điều này không quan trọng, nhưng trong hệ thống sưởi ấm, nó là một thông số quan trọng
Có một bảng để tính toán nhiệt và chất làm mát.
| Đường kính ống, mm | Băng thông | |||
|---|---|---|---|---|
| Bởi sự ấm áp | Bằng chất làm mát | |||
| Nước uống | Xông hơi | Nước uống | Xông hơi | |
| Gcal / h | thứ tự | |||
| 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 |
Bảng công suất đường ống tùy thuộc vào áp suất nước làm mát
Có một bảng mô tả thông lượng của đường ống tùy thuộc vào áp suất.
| Sự tiêu thụ | Băng thông | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ống DN | 15 mm | 20 mm | 25 mm | 32 mm | 40 mm | 50 mm | 65 mm | 80 mm | 100 mm |
| Pa / m - mbar / m | dưới 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 |
Bảng công suất ống tùy theo đường kính (theo Sheboardsv)
Các bảng của F.A. và A.F. Sheosystemv là một trong những phương pháp dạng bảng chính xác nhất để tính toán lưu lượng của hệ thống cấp nước. Ngoài ra, chúng còn chứa tất cả các công thức tính toán cần thiết cho từng loại vật liệu cụ thể. Đây là một tài liệu thông tin khổng lồ được các kỹ sư thủy lực sử dụng thường xuyên nhất.
Các bảng có tính đến:
- đường kính ống - bên trong và bên ngoài;
- độ dày của tường;
- tuổi thọ của đường ống;
- độ dài dòng;
- phân công đường ống.
Đường kính của ống sưởi và các tính năng của sự lựa chọn của họ
Khi bắt đầu giải quyết một vấn đề như tính toán đường kính của các đường ống của hệ thống sưởi, cần lưu ý rằng có một số khái niệm được thống nhất bởi thuật ngữ chung "đường kính ống". Mỗi đường ống có thể được đặc trưng bởi các thông số sau:
Đường kính trong là đặc điểm chính của đường ống, cho biết thông lượng của nó.
Đường kính ngoài là một đặc tính quan trọng không kém phải được tính đến khi thiết kế hệ thống sưởi ấm.
Đường kính danh nghĩa (lỗ khoan danh nghĩa) - một giá trị làm tròn nhất định, được chỉ ra khi đánh dấu.
Chúng ta cũng không nên quên rằng các đường ống làm bằng các vật liệu khác nhau có một số trên nhãn của chúng tương ứng với một hoặc một số đường kính khác của nó:
- Ống thép và gang được đánh dấu bằng kích thước đường kính trong của chúng.
- Ống làm bằng đồng hoặc nhựa - theo kích thước của đường kính ngoài.
Đó là lý do tại sao, khi tính toán tiết diện của đường ống sưởi ấm, bắt buộc phải tính đến vật liệu của ống. Đặc biệt nếu nó được cho là tạo ra một hệ thống là sự kết hợp của các đường ống khác nhau.
Một trong những đặc điểm ảnh hưởng đến việc lựa chọn kích thước của bất kỳ đường ống nào là đơn vị đo lường được sử dụng để đánh giá kích thước đường kính của chúng và do đó đánh dấu chúng. Đơn vị cơ bản cho kích thước ống là một số nguyên hoặc một phần của inch. Để chuyển đổi inch thành hệ thống đo lường thông thường cho chúng tôi, bạn nên nhớ rằng 1 inch = 25,4 mm.
Tính toán đường kính của ống sưởi
Để hiểu cách làm việc với bảng đường kính và cách chọn đường kính ống khi đặt đường ống sưởi, hãy xem xét tính toán điển hình cho phòng 20 m2:
- Đầu tiên, chúng ta tìm hiểu lượng nhiệt năng cần thiết để sưởi ấm một căn phòng cụ thể trong nhà.Cứ 10 m2 diện tích (với điều kiện tường được cách nhiệt và chiều cao trần không quá 3 m) thì cần 1 kW nhiệt điện.
- Trong trường hợp của chúng tôi, đây là 20 m2, do đó, 2 kW.
- Chúng tôi cộng thêm 20% lợi nhuận, chúng tôi kết thúc với 2,4 kW. Điều này có nghĩa là để tạo ra các điều kiện nhiệt độ thoải mái trong một căn phòng như vậy, cần phải cung cấp hệ thống sưởi với công suất 2,4 kW. Bạn có thể thực hiện các phép tính được mô tả bằng máy tính trực tuyến.
Bảng đường kính ống sưởi, theo đó có thể xác định được đường kính ống tối ưu trong sưởi hai ống
- Nếu có cửa sổ trong phòng, chúng tôi mua bộ tản nhiệt sưởi ấm. Số lượng bộ tản nhiệt phải bằng số lượng cửa sổ. Tức là, nếu có hai cửa sổ, chúng ta nhận được hai pin 1,2 kW mỗi cửa sổ. Chúng tôi đặt chúng dưới ngưỡng cửa sổ hoặc ở bất kỳ nơi nào khác do thiết kế cung cấp.
Bạn có thể tăng giá trị công suất cho bộ tản nhiệt nhưng không thể giảm
- Theo bảng đường kính ống bên trong, chúng tôi tìm thấy giá trị công suất là 2,4 kW (2400 W), sau đó chúng tôi nhìn vào giá trị trên của thông lượng nhiệt. Khu vực được đánh dấu màu xanh lam đại diện cho tốc độ dòng chất lỏng tối ưu trong hệ thống sưởi ấm, đã được đề cập trước đó trong bài viết của chúng tôi. Cần lưu ý rằng bảng được trình bày cho thấy các giá trị của tất cả các thông số đối với hệ thống sưởi hai đường ống, có tính đến sự chênh lệch nhiệt độ chất lỏng ở đầu vào đến đường ống và ở đầu ra.
Vì vậy, chúng ta hãy tóm tắt công việc với bảng. Để sưởi ấm một căn phòng 20 m2, một ống có tiết diện 8 mm là phù hợp. Trong trường hợp này, tốc độ của chất làm mát sẽ là 0,6 m / s, mức tiêu thụ của nó là 105 kg / h và công suất nhiệt là 2453 W. Cho phép sử dụng ống 10 mm, khi đó tốc độ chuyển động là 0,4 m / s, tốc độ dòng chảy là 110 kg / h, và thông lượng nhiệt là 2555 W.
Quy trình tính toán tiết diện của đường cấp nhiệt
Trước khi tính toán đường kính của ống sưởi, cần phải xác định các thông số hình học cơ bản của chúng. Để làm được điều này, bạn cần biết các đặc điểm chính của đường cao tốc. Chúng không chỉ bao gồm hiệu suất mà còn bao gồm cả kích thước.
Mỗi nhà sản xuất chỉ ra giá trị của đoạn ống - đường kính. Nhưng trên thực tế, nó còn phụ thuộc vào độ dày của vách và chất liệu chế tạo. Trước khi mua một mô hình đường ống cụ thể, bạn cần biết các đặc điểm sau về việc chỉ định kích thước hình học:
- Việc tính toán đường kính của ống polypropylene để sưởi ấm được thực hiện có tính đến thực tế là các nhà sản xuất chỉ ra kích thước bên ngoài. Để tính toán tiết diện hữu ích, cần phải trừ hai chiều dày thành;
- Đối với ống thép và ống đồng, kích thước bên trong được đưa ra.
Biết các tính năng này, bạn có thể tính toán đường kính của ống góp gia nhiệt, đường ống và các thành phần khác để lắp đặt.
Khi chọn ống sưởi bằng polyme, cần phải làm rõ sự hiện diện của lớp gia cố trong thiết kế. Nếu không có nó, khi tiếp xúc với nước nóng, đường dây sẽ không có độ cứng thích hợp.
Xác định nhiệt điện của hệ thống
Làm thế nào để chọn đúng đường kính ống để sưởi ấm và nó có nên được thực hiện mà không có dữ liệu tính toán? Đối với một hệ thống sưởi ấm nhỏ, các phép tính phức tạp có thể được thực hiện với
Điều quan trọng là phải biết các quy tắc sau:
- Đường kính tối ưu của ống có hệ thống sưởi tuần hoàn tự nhiên nên từ 30 đến 40 mm;
- Đối với hệ thống kín có chuyển động cưỡng bức của chất làm mát, nên sử dụng các đường ống nhỏ hơn để tạo áp suất và tốc độ dòng nước tối ưu.
Để tính toán chính xác, nên sử dụng chương trình tính toán đường kính của ống sưởi. Nếu không, bạn có thể sử dụng các phép tính gần đúng. Đầu tiên bạn cần tìm nhiệt năng của hệ thống. Để làm điều này, bạn cần sử dụng công thức sau:
Trong đó Q là sản lượng nhiệt tính toán của hệ thống sưởi, kW / h, V là thể tích của căn phòng (ngôi nhà), m³, Δt là hiệu số giữa nhiệt độ ngoài đường và trong phòng, ° С, K là nhiệt lượng tính toán Hệ số tổn thất của ngôi nhà, 860 là giá trị để chuyển các giá trị nhận được sang dạng kWh có thể chấp nhận được.
Khó khăn lớn nhất trong việc tính toán sơ bộ đường kính của ống nhựa để sưởi ấm là do hệ số hiệu chỉnh K. Nó phụ thuộc vào khả năng cách nhiệt của ngôi nhà. Tốt nhất là nó được lấy từ dữ liệu bảng.
Mức độ cách nhiệt của tòa nhà
Cách nhiệt chất lượng cao của ngôi nhà, cửa sổ và cửa ra vào hiện đại được lắp đặt
Như một ví dụ về tính toán đường kính của ống polypropylene để sưởi ấm, bạn có thể tính toán sản lượng nhiệt cần thiết của một căn phòng có tổng thể tích là 47 m³. Trong trường hợp này, nhiệt độ bên ngoài sẽ là -23 ° С và trong nhà - + 20 ° С. Theo đó, sự khác biệt Δt sẽ là 43 ° C. Chúng tôi lấy hệ số hiệu chỉnh bằng 1,1. Khi đó nhiệt điện cần thiết sẽ là.
Bước tiếp theo trong việc chọn đường kính của đường ống để làm nóng là xác định tốc độ tối ưu của chất làm mát.
Các tính toán được trình bày không tính đến việc hiệu chỉnh độ nhám của bề mặt bên trong của đường cao tốc.
Vận tốc nước trong ống
Bảng tính toán đường kính của ống sưởi
Áp suất tối ưu của chất làm mát trong nguồn điện lưới là cần thiết để phân bố đồng đều năng lượng nhiệt trên bộ tản nhiệt và pin. Để lựa chọn chính xác đường kính của các đường ống gia nhiệt, cần phải lấy các giá trị tối ưu \ u200b \ u200 về tốc độ tăng nước trong đường ống.
Cần nhớ rằng nếu cường độ chuyển động của chất làm mát trong hệ thống bị vượt quá, tiếng ồn bên ngoài có thể xảy ra. Do đó, giá trị này phải nằm trong khoảng 0,36 đến 0,7 m / s. Nếu thông số này nhỏ hơn, tổn thất nhiệt bổ sung chắc chắn sẽ xảy ra. Nếu vượt quá mức này, tiếng ồn sẽ xuất hiện trong các đường ống dẫn và bộ tản nhiệt.
Để tính toán cuối cùng về đường kính của ống sưởi, hãy sử dụng dữ liệu từ bảng dưới đây.
Thay vào công thức tính đường kính của ống sưởi trong các giá trị thu được trước đó, có thể xác định rằng đường kính ống tối ưu cho một phòng cụ thể sẽ là 12 mm. Đây chỉ là một phép tính gần đúng. Trong thực tế, các chuyên gia khuyên bạn nên thêm 10-15% vào các giá trị thu được. Điều này là do công thức tính đường kính của ống sưởi có thể thay đổi do việc bổ sung các thành phần mới vào hệ thống. Để tính toán chính xác, bạn sẽ cần một chương trình đặc biệt để tính toán đường kính của ống sưởi. Các hệ thống phần mềm tương tự có thể được tải xuống trong phiên bản demo với khả năng tính toán hạn chế.
