Dobór średnicy rury do ogrzewania w prywatnym domu
Komfortowe warunki w mieszkaniu zapewnia potężny system różnych komunikacji inżynierskiej. Planując ogrzewanie w prywatnym domu, należy poprawnie obliczyć nie tylko parametry kotła, ale także elementy do transportu chłodziwa. W przeglądzie szczegółowo przeanalizujemy, jak wybrać średnicę rury do ogrzewania.
Wpływ charakterystyk na sprawność
Dobrze zaprojektowany projekt orurowania ma pozytywny wpływ na wydajność systemu grzewczego. Przepustowość konstrukcji zależy od przekroju elementów. Parametr pokazuje objętość gorącej cieczy, która w jednostce czasu będzie upływała ze stałą prędkością.
Na wydajność sieci użyteczności publicznej często wpływają czynniki. Wydajność obwodu zależy od 4 okoliczności:
- przepustowość i rozpraszanie ciepła. Charakterystyka zależy od ilości wody w systemie.
- Nacisk. Parametr w sieci ciepłowniczej jest powiązany z temperaturą i prędkością.
- Strata ciepła. Spadek wydajności w stawach i fałdach.
- Hałas. Im szybciej płyn się porusza, tym silniejszy dźwięk.
W systemie grzewczym, przy stałym natężeniu przepływu chłodziwa i zmniejszeniu średnicy, następuje wzrost szybkości ruchu wody. Na liniach o małym przekroju prędkość płynu wzrośnie. Ze względu na niskie ciśnienie w całej konstrukcji zmniejsza się prędkość przepływu.
Jeśli średnica rur do ogrzewania prywatnego domu jest zbyt duża, moc pompy wbudowanej w kocioł nie wystarczy do ruchu. W dużym systemie będzie dużo chłodziwa, więc sprzęt nie poradzi sobie z ruchem takiej objętości cieczy. Więcej energii i czasu trzeba będzie poświęcić na podgrzanie nadmiaru wody, co zmniejsza wydajność sieci i zwiększa straty. Podczas przechodzenia przez wszystkie pomieszczenia wilgoć szybko się ochładza.
Całkowity przekrój nie może być stosowany w systemach z naturalnym obiegiem. Gdy prędkość jest zmniejszona, istnieje ryzyko zatrzymania i zagotowania cieczy w kotle grzewczym. Przy małej średnicy wilgoć może uszkodzić sieć inżynieryjną.
Gdy prędkość spada do 0,25 m/s, w rurach często pojawiają się pęcherzyki powietrza. Jeśli prędkość przepływu jest większa niż 1,5 m/s, w systemie grzewczym pojawia się hałas. Przy ciągłym nadmiarze standardów dźwiękowych tła niekomfortowo jest żyć mieszkańcom domku.
Rodzaje rur
Dobór średnicy rury do ogrzewania uzależniony jest od materiału, z którego wykonano elementy. Parametry wpływają nie tylko na wymiary przekroju, ale także sposób montażu, koszt projektu i ewentualne straty ciepła. W przypadku systemów grzewczych stosuje się 4 popularne typy.
Stal
Rury metalowe przy tworzeniu sieci inżynieryjnych są niedrogą i praktyczną opcją, która ma wysoką przewodność cieplną i maksymalne ciśnienie do 30 atmosfer. Przy prawidłowym działaniu konstrukcja przetrwa 20-30 lat. Surowce nie mają ograniczeń temperaturowych, dlatego często stosuje się je w systemie parowym o temperaturze 100-130 C.
Ze względu na cenę i odporność na rozszerzanie, właściciele nieruchomości często preferują stal węglową. Korozja jest główną wadą modeli metalowych. Podczas procesów oksydacyjnych na powierzchni ścian pojawia się szorstkość, na której gromadzą się osady. Wraz ze wzrostem płytki nazębnej zmniejsza się przepuszczanie wody i zmniejsza się przewodność cieplna produktu. Kiedy ściany są przerzedzone od rdzy, tworzą się przełomy. Możesz zminimalizować problem dzięki wysokiej jakości chłodziwu w systemie i regularnym płukaniu rur.
Nieco mniej kapryśna jest stal ocynkowana. Powłoka chroni metal przed korozją, co wydłuża żywotność sieci inżynieryjnej. Modele wytrzymują obciążenia podczas uderzeń wodnych i doskonale działają w wysokich temperaturach.
Rury ze stali nierdzewnej pod względem trwałości wyprzedzają typy ocynkowane i węglowe. Prawidłowo zamontowana konstrukcja jest obojętna na agresywne chłodziwo, dlatego nie boi się korozji i wytrzyma ponad 30 lat. Elementy wykonane metodą spawania bezszwowego nadają się do obwodu grzewczego.
Wadą wszystkich rur stalowych jest waga i złożoność instalacji. Konstrukcje nie wyginają się bez specjalnego wyposażenia, więc na zakrętach trzeba użyć dodatkowych części, które zmniejszają wydajność sieci inżynieryjnej. Teraz istnieją opcje w postaci pofałdowań, ale są one również niestabilne w agresywnym środowisku chłodziw.
Miedź
Maksymalna temperatura pracy - 200-250 C, ciśnienie - ponad 30 atmosfer. Przy prawidłowej instalacji system grzewczy przetrwa 90-100 lat. Metal jest wysoce odporny na korozję i zamarzanie. Rury miedziane według technologii produkcji dzielą się na 2 typy:
- Niewyżarzony. Bardzo mocny materiał nie pęka pod ciśnieniem do 40 atmosfer.
- Wyżarzony. Po obróbce cieplnej (wyżarzaniu) wyroby stają się sprężyste i elastyczne, a wytrzymałość maleje.
W porównaniu ze stalą miedź ma dużą gęstość, dzięki czemu rury mają cienkie ścianki i niewielką wagę. Dzięki dobrej przewodności cieplnej obwód nagrzewa się szybko i równomiernie. Ze względu na płaską powierzchnię krążący płyn ma minimalny opór. Na przegrodach wewnętrznych nie ma narośli, co eliminuje pojawianie się zatorów i spadek wydajności.
Rury miedziane są niezgodne z innymi metalami. W kontakcie ze stalą, aluminium lub żeliwem w cieczy rozpoczynają się procesy chemiczne i powstaje gaz. W sieci inżynieryjnej należy zapewnić zawory upustowe do akumulacji. Dodatkowe części powinny być wykonane z miedzi lub mosiądzu, grzejniki ze stali nierdzewnej.
W systemie grzewczym z rurami miedzianymi stosuje się dobrze oczyszczony płyn chłodzący. Stałe frakcje gruzu mogą uszkodzić miękki metal. Dodatkowo do sieci dołączony jest filtr mechaniczny. Materiał ma wysoką przewodność elektryczną, dlatego obwód musi być uziemiony.
Polimer
Maksymalna temperatura chłodziwa waha się między 90-95 C. Przez krótki czas konstrukcja wytrzyma 130 C, ale przy dłuższym kontakcie rury polimerowe ulegają deformacji. Z zastrzeżeniem zasad działania będzie trwać do 30 lat. Po podłączeniu do ogrzewania obwód jest odporny na skoki ciśnienia.
Ze względu na plastyczność materiału rury są łatwe do układania bez cięcia i bez dodatkowych połączeń. Do spawania używana jest specjalna aparatura, która podgrzewa części. Punkty lutownicze w gotowej konstrukcji nie są widoczne gołym okiem.
Plastik nie jest wybredny pod względem jakości płynu w systemie grzewczym. Surowce nie wchodzą w reakcję chemiczną, dzięki czemu nie rdzewieją i nie są niszczone przez korozję. Idealnie gładkie ścianki nie zmniejszają prędkości chłodziwa i nie pokrywają się osadem nazębnym.
W ogrzewaniu stosuje się wzmocnione rury polimerowe, co można rozpoznać po oznaczeniach na powierzchni (PPR-FR-PPR, PPR-GR-PPR). Włókno szklane lub aluminium działa jako materiał wzmacniający.
metalowo-plastikowy
Rury składają się z 5 warstw modyfikowanego tworzywa sztucznego i cienkiej folii, dzięki czemu są bardzo wytrzymałe. Produkty są odporne na wysokie temperatury (do +110 C), zamrażanie i rozmrażanie, zachowują swój pierwotny kształt. Ze względu na gładkość ścian wewnętrznych na powierzchni nie tworzą się osady.
Pod względem rozszerzalności liniowej rury metalowo-plastikowe są 2,5 razy wyższe niż analogi wykonane ze stali. Przy przedłużonej ekspozycji na bezpośrednie promieniowanie ultrafioletowe i elektromagnetyczne produkt szybko traci swoją wytrzymałość i zużywa się. Części muszą być prawidłowo zmontowane, a połączenia mocno dokręcone. Po przekroczeniu kąta gięcia pękają.
Jakie są średnice
W parametrach technicznych rur grzewczych stosuje się różne rodzaje przekrojów. Biorąc pod uwagę konstrukcje montażowe i zajmowaną powierzchnię, bierze się pod uwagę średnicę zewnętrzną ze ścianami. Charakterystyki wewnętrzne wskazują wielkość luk, dlatego nadają się do obliczania przepustowości sieci. Wariant warunkowy to uśrednianie w większej części przestrzeni wewnątrz.
W sklepach rury są oznaczone za pomocą zewnętrznej części, często w calach (25,4 mm). Parametry wewnętrzne różnią się w zależności od grubości ścianki, materiału i przeznaczenia części. Zewnętrzne właściwości modeli ze szwem stalowym są o 3-4% grubsze niż w przypadku konstrukcji polimerowych i bezszwowych. Rodzaje miedzi są najcieńsze, mniejsze od pozostałych o 1-2 mm.
Rozmiar rur do ogrzewania wpływa na zadania, które musi wykonać element. Parametry popularnych średnic wahają się od 16 do 40 mm:
- 16. Służy do podłączenia jednej lub dwóch baterii.
- 20. Nadaje się do montażu 1 grzejnika lub grupy do 5 szt. Całkowita moc maksymalna to 7 kW.
- 25. Modele służą do instalowania konstrukcji grzewczych ślepego schematu okablowania.
- 32. Służy do układania sieci inżynieryjnej całego piętra lub domku o łącznej przepustowości do 19 kW.
- 40. Nadaje się na 20 akumulatorów o mocy do 30 kW.
Przepustowość systemu, straty wody i ciepła zależą od wyboru przekroju rur grzewczych. Nie luzem płyn chłodzący szybko się nagrzewa, a mały rozmiar zapewnia lepszą odporność i niski poziom hałasu. Elementy o małej średnicy są tańsze niż duże. Zbyt kompaktowe modele powodują zwiększone obciążenie zbrojenia, co prowadzi do podmuchów.
Rodzaje ruchu chłodziwa
Szybkość przepływu gorącej wody w rurach jest jednym z ważnych parametrów, który pozwala obliczyć średnicę części. Zalecany ruch waha się od 0,26 do 1,4 m/s. Już przy 1,5 zmniejsza się przenikanie ciepła i wzrasta hałas w sieci inżynieryjnej. Są 2 rodzaje, które musisz zrozumieć.
konwekcja
Opcja cyrkulacji naturalnej jest odpowiednia dla kotłów na paliwo stałe. Zasada działania opiera się na prawach fizycznych. Gęstość zimnej cieczy jest mniejsza niż gęstości gorącej. Chłodna wilgoć spływająca rurą wypiera rozgrzanie. Prędkość ruchu w takich sieciach wynosi 0,2 m / s.
Niewielki przepływ ruchu podczas cyrkulacji konwekcyjnej powoduje powstawanie śluz powietrznych i zmniejszenie ilości przekazywanego ciepła. Zbiornik wyrównawczy i dźwigi Mayevsky pomogą rozwiązać problemy.
Średnica części do ogrzewania z obiegiem konwekcyjnym musi pasować do wylotu kotła. Największa sekcja startowa jest utrzymywana aż do pierwszego rozwidlenia. Podczas dystrybucji wymiary rur są stopniowo zmniejszane. W ostatnim węźle charakterystyka elementów waha się w granicach 16-19 mm.
Wymuszony
W obwodzie cyrkulacja odbywa się za pomocą pompy i rozdzielacza, które są uwzględnione w konstrukcji kotła (gazowy, elektryczny). Użytkownik może samodzielnie kontrolować prędkość chłodziwa. W sieciach inżynierskich obsługiwane są parametry w zakresie 0,7-1,2 m/s.
W wersjach z wymuszonym obiegiem wskazane jest stosowanie rur o małej średnicy. W obiegu o małej objętości szybciej i łatwiej jest podgrzać wodę, co zwiększa wydajność projektu. Instalowanie i maskowanie cienkich części jest znacznie łatwiejsze niż grubych odpowiedników.
Przekrój sieci z wymuszonym obiegiem często zależy od schematu podłączenia ogrzewania. Wielkość połączenia belki od urządzenia do rur wynosi 19 mm, dla połączenia jednorurowego i dwururowego - 25 mm. Parametr nie jest ostateczny i jest obliczany zgodnie z charakterystyką kotła i domku.
Systemy grzewcze
Aby poprawnie obliczyć średnicę rur, należy wziąć pod uwagę schemat połączeń. Rezystancja wpływa na parametry urządzeń grzewczych i charakterystykę części (przekrój, materiał). W domku zastosowano 2 rodzaje systemów grzewczych.
Dwururowy
Opcja ogrzewania z pionowym pionem do umieszczania rur może być górna lub dolna. Do każdego grzejnika podłączone są 2 elementy: do dostarczania gorącej i odprowadzania zimnej wilgoci. Okablowanie poziome dzieje się:
- ślepy zaułek;
- równoległy;
- belka (kolektor).
Maksymalna temperatura dla polimerów to 95 C, dla stali - 130 C. Długa sieć inżynieryjna z dużą ilością chłodziwa działa tylko z wymuszonym obiegiem. Rozumiejąc, jakiego obwodu używasz, łatwo obliczyć całkowitą długość, opóźnienia prędkości w stawach (zakręty) i uzyskać pożądany opór.
Właściwy dobór średnicy rury do ogrzewania zapewni równomierne nagrzewanie akumulatorów. Profesjonaliści często preferują części polimerowe o przekroju 25 i 20 mm. Duże elementy służą jako obwód, mniejsze to krany do grzejników. W kompaktowym prywatnym domu główna sieć jest montowana od 20 mm, odgałęzienia od 16 mm.
Znając liczbę kwadratów obudowy, łatwo jest określić moc urządzeń grzewczych i średnicę rur. W kotle o wysokiej wydajności stosuje się elementy o dużym przekroju. Do ogrzania 1 m2 przy stropach 2,5 m potrzebne jest moc urządzeń o mocy 100 W. Możliwe straty ciepła, które są istotne dla danego regionu, są dodawane do parametrów.
Prędkość cieczy w rurach powinna wynosić od 0,25 do 1,3 m/s. Jeśli kocioł ma wbudowaną pompę, weź średnią wartość przepływu (0,6 m / s). Przy wyborze sekcji bierze się pod uwagę czas chłodzenia wodą, który wynosi średnio 20 C. W przypadku urządzeń grzewczych o ciśnieniu 10 atmosfer odpowiednie są części o przekroju 25 mm, dla mocnych konstrukcji 20-25 - 32 mm.
Pojedyncza rura
W małych domkach stosuje się schemat Leningradka. System składa się z 1 rury, do której połączone są szeregowo wszystkie grzejniki. Obieg grzewczy pracuje w trybie cyklicznym. Urządzenie dostarcza gorący płyn chłodzący z kotła do akumulatorów, schłodzony wraca do urządzenia w celu podgrzania. Maksymalna temperatura dla elementów metalowych to 105, dla plastiku - 95 C.
System jednorurowy koniecznie obejmuje urządzenia zwane grupą bezpieczeństwa. Dodatkowe urządzenia pozwalają szybko zmniejszyć zwiększone ciśnienie w sieci, zapobiegając pękaniu rur. Podczas instalacji elementy są umieszczane w maksymalnej odległości od siebie. Zawór bezpieczeństwa jest umieszczony tuż nad kotłem. Termostaty i krany Mayevsky'ego są równomiernie rozmieszczone na całym obwodzie.
Przy naturalnym obrocie woda porusza się grawitacyjnie przez system, z wymuszonym obrotem, za pomocą pomp. Aby projekt był zrównoważony, przekrój części w sieci jednorurowej często różni się w różnych sekcjach. Jeśli dom jest parterowy i kompaktowy, weź komponenty o jednej średnicy. W niewielkich pomieszczeniach, nawet przy konwekcyjnej cyrkulacji, wielkość elementów nie powinna przekraczać 32 mm.
Moc kotła
W wiejskim domu pomieszczenia ogrzewane są za pomocą sprzętu gazowego lub elektrycznego, rzadziej modeli na paliwo stałe. Na podstawie wielkości ogrzewanej przestrzeni obliczana jest moc. Do wysokiej jakości ogrzewania mieszkania potrzeba 0,1 kW energii cieplnej na metr kwadratowy. Parametry mogą się różnić w zależności od warunków klimatycznych lub trybu łagodnego do 1,3.
Na moc kotła wpływa materiał, z którego wykonane są ściany oraz obecność izolacji termicznej. Zwiększona przewodność cieplna w połączeniu z cienkością przegród zwiększa utratę ciepła w wiejskim domu. Nawet najbardziej produktywny model nie poradzi sobie z ogrzewaniem budynku.
Na jakość ogrzewania wpływa obecność drugiego obiegu w kotle. Po włączeniu ciepłej wody użytkowej wydajność systemu inżynieryjnego spada. W przypadku projektów z tą opcją parametry powinny być wyższe niż w przypadku odpowiedników jednoobwodowych.
Moc kotła uzależniona jest od rodzaju paliwa. Sprzęt gazowy jest uważany za najbardziej praktyczny. Najdroższe są elektryczne, najbardziej niewygodne – paliwo stałe. Aby zoptymalizować cyrkulację chłodziwa i rozwiązać problem ze śluzami powietrznymi, stosuje się pompy.
Jak korzystać z tabel
Jeśli nie wiesz, jaka średnica rury jest potrzebna do ogrzania prywatnego domu, możesz skorzystać z porad. Producenci opracowali specjalne tabele, które pomagają obliczyć żądany parametr. Wielkość zależy od wskaźników ilości ciepła, prędkości gorącej wody i stopnia.
Dla wersji dwururowej
Dla jasności rozważ obliczenie przekroju rur do ogrzewania domku składającego się z dwóch pięter. W obiegu zastosowano modele z polipropylenu, a tryb pracy kotła to 80/60 przy różnicy temperatur 20 C. Straty ciepła budynku wynoszą 38 kW. Na ogrzewanie dolnych pomieszczeń zużywa się 20 kW, na górnych 18 kW. W podpowiedzi dane są wskazane w W.
W tabeli kolorem różowym zaznaczono najbardziej akceptowalną prędkość ruchu ciepłej wody. Przede wszystkim określ miejsce od kotła do pierwszej tury (gałęzie). Cała ciecz przechodzi przez linię, więc objętość pozostaje początkowa (38 kW). W podpowiedzi musisz znaleźć linię, wzdłuż której docierają do strefy o odpowiednim cieniu i idą w górę. Z dwóch średnic 50 i 40 mm weź mniejszą.
Po separacji przepływy trafiają na pierwsze (20 kW) i drugie (18 kW) piętro. W tabeli za pomocą różowego markera szukają niezbędnych parametrów. W rezultacie uzyskuje się odcinek 32 mm, za pomocą którego hodowane są obie gałęzie.
Obwód jest podzielony na dwie części o tym samym obciążeniu. Na niższym poziomie znajduje się podwójne skrzydło o mocy 10 kW (20 kW). W górnych pomieszczeniach rozgałęzienie ma już 9 kW (18 kW). Monit szuka odpowiedniej wartości dla obu rozwiązań. Otrzymana średnica wynosi 25 mm. Na pierwszym piętrze przekrój zmniejsza się do 20 mm po 2 bateriach, na drugim - po 3.
Przy obliczaniu danych do ogrzewania ważne są informacje na wylocie kotła. W przypadku przepływu wstecznego charakterystyka rur nie ulega zmianie. Każdy producent ma swoje tabele, a ta opisana w opisie jest przykładem zrozumienia algorytmu działania.
Dla jednego systemu rur
Zasada pracy z podpowiedziami jest podobna do tej opisanej w poprzednim podrozdziale, ale zmienia się tylko struktura danych. W tabeli dopuszczalne prędkości gorącej cieczy pokolorowano na niebiesko, a parametry mocy umieszczono w głowicy. Jako próbkę w jednopiętrowym domu z 6 bateriami stosuje się obwód jednorurowy z wymuszonym obiegiem.
Aby obliczyć rozmiar rur do systemów grzewczych, obliczany jest wewnętrzny przekrój części. Na wejściu do sieci energia dostarczana jest z kotła o mocy 15 kW. Szukam danych blisko 15 000 jednostek we wskazówce w sekcji z optymalnym ruchem. W rezultacie uzyskuje się dwie wartości (20 i 25 mm), z których wybiera się mniejszą.
Po wejściu do pierwszego akumulatora obciążenie zmniejsza się do 12 kW. W niebieskim obszarze stołu znajdują się niezbędne parametry i uzyskuje się średnicę 20 mm. Przy trzecim grzejniku moc spada do 10,4 kW. W jasnoniebieskim polu określa się przekrój 20 mm.
Czwarta bateria zmniejsza obciążenie cieplne o 2 kW. W tabeli z danymi 8,5 kW zalecany rozmiar rury to 15 mm. Parametr powtarza się w piątym projekcie, dla szóstego możesz wziąć 12 mm.
Do metalowego konturu
Podczas pracy ze stalą i miedzią będziesz musiał wziąć pod uwagę straty ciepła zachodzące przez ściany rur. Jeśli sieć inżynieryjna jest zwarta, niewielka strata praktycznie nie jest odczuwalna. Im dłuższy kontur, tym bardziej zauważalne jest zimno. Źle dobrana średnica spowoduje niską temperaturę akumulatorów.
Straty ciepła dla rury stalowej o przekroju 40 mm i ściankach 1,4 mm oblicza się według wzoru:
Q=k*3,14 (tv-tp).
Wartość „K” to liniowy współczynnik przenikania ciepła, który dla części metalowej wynosi 0,27 W. Parametry w nawiasach to temperatura wody (80 C) i powietrza w pomieszczeniu (22 C). Jeśli podstawimy dane obwodu, otrzymamy 49 W / s. Do 50 W energii jest tracone na metr systemu. W rozbudowanej sieci straty mogą stać się krytyczne, więc wadę zneutralizuje odpowiedni odcinek.
Tabele średnic można znaleźć na stronie producenta. Podczas znakowania rur wskazane są parametry zewnętrzne lub wewnętrzne. Profesjonaliści zalecają uśrednianie danych, dodając błąd 5%.
Do naturalnego krążenia
Konstrukcje z konwekcyjnym ruchem ciepłej wody działają ze względu na różnicę ciśnień i temperatur na wlocie i wylocie kotła. Ciecz krąży dzięki grawitacji, którą potęguje ciśnienie chłodziwa. W przypadku typu naturalnego potrzebne są rury o odpowiedniej średnicy. Im więcej wilgoci wiruje w systemie, tym większa prędkość. Gdy przekrój zostanie przekroczony, sprzęt zużywa więcej energii i czasu na ogrzewanie, co zmniejsza wydajność.
Konwekcyjny ruch wody nadaje się do kompaktowych domów wiejskich z krótkim obwodem grzewczym. W projekcie konieczne jest utrzymanie prędkości w granicach 0,4-0,6 m / s. Aby uzyskać przekrój, musisz obliczyć parametry zgodnie ze wzorem.
Wniosek
Ogrzewanie domku to złożony i czasochłonny zabieg, w którym należy przewidzieć wszystkie czynniki. Rozumiejąc, jaką średnicę rury wybrać do ogrzewania, łatwo jest stworzyć komfortową atmosferę w prywatnym domu. Podczas wyszukiwania sekcji części profesjonaliści zalecają korzystanie z tabel lub formuł.
