La corretta progettazione di un sistema di riscaldamento deve tenere conto di tutti i possibili fattori che influenzano la sua efficienza di efficienza. Oltre alla corretta scelta dei principali componenti, caldaia, radiatori, gruppi di sicurezza, è opportuno calcolare correttamente la sezione delle linee. Per fare ciò, è necessario conoscere il diametro ottimale dei tubi di riscaldamento: come scegliere quello giusto e calcolarlo da soli?
- Difficoltà nella scelta del diametro dei tubi di riscaldamento
- La procedura per il calcolo della sezione delle linee di alimentazione del calore
- Determinazione della potenza termica dell'impianto
- Velocità dell'acqua nei tubi
- Calcolo del collettore di riscaldamento e manicotti di montaggio
- Dati aggiuntivi per il calcolo del diametro dei tubi di riscaldamento
- Materiale del tubo di riscaldamento
Difficoltà nella scelta del diametro dei tubi di riscaldamento
Sembrerebbe che la scelta del diametro dei tubi per il riscaldamento di una casa privata non sia un compito difficile. Devono solo garantire la consegna del liquido di raffreddamento dalla fonte del suo riscaldamento ai dispositivi di riscaldamento: radiatori, batterie.
Ma in pratica, un diametro selezionato in modo errato del collettore di riscaldamento o del tubo di alimentazione può portare a un significativo deterioramento del funzionamento dell'intero sistema. Ciò è dovuto ai processi che si verificano durante il movimento dell'acqua lungo le autostrade. Per fare ciò, è necessario conoscere le basi della fisica e dell'idrodinamica. Per non entrare nella giungla di calcoli accurati, è possibile determinare le principali caratteristiche del riscaldamento, che dipendono direttamente dalla sezione trasversale delle tubazioni:
- Velocità di movimento del refrigerante... Colpisce non solo l'aumento del rumore durante il funzionamento della fornitura di calore, ma è anche necessario per una distribuzione ottimale del calore tra i dispositivi di riscaldamento. Semplicemente, l'acqua non dovrebbe avere il tempo di raffreddarsi al livello minimo quando raggiunge l'ultimo radiatore dell'impianto;
- Volume del liquido di raffreddamento... Quindi, il diametro dei tubi con circolazione naturale del riscaldamento dovrebbe essere grande per ridurre le perdite durante l'attrito del liquido contro la superficie interna della linea. Tuttavia, insieme a ciò, aumenta il volume del liquido di raffreddamento, il che comporta un aumento del costo per riscaldarlo;
- Perdite idrauliche... Se nel sistema vengono utilizzati diversi diametri di tubi di plastica per il riscaldamento, si verificherà inevitabilmente una differenza di pressione alla loro giunzione, che porterà ad un aumento delle perdite idrauliche.
Come scegliere il diametro del tubo per il riscaldamento, in modo che dopo l'installazione non sia necessario rifare l'intero sistema di riscaldamento a causa dell'efficienza estremamente bassa? Prima di tutto, dovresti eseguire il calcolo corretto della sezione trasversale delle autostrade. Per fare ciò, si consiglia di utilizzare programmi speciali e, se lo si desidera, controllare manualmente il risultato.
Alla giunzione, i diametri dei tubi in polipropilene per il riscaldamento sono ridotti a causa della sovrapposizione. La riduzione della sezione trasversale dipende dal grado di riscaldamento durante la saldatura e dal rispetto della tecnologia di installazione.
La procedura per il calcolo della sezione delle linee di alimentazione del calore
Prima di calcolare il diametro del tubo di riscaldamento, è necessario determinare i loro parametri geometrici di base. Per questo è necessario conoscere le principali caratteristiche delle autostrade. Questi includono non solo le prestazioni, ma anche le dimensioni.
Ogni produttore indica il valore della sezione del tubo - diametro. Ma in realtà, dipende dallo spessore della parete e dal materiale di fabbricazione. Prima di acquistare un determinato modello di condutture, è necessario conoscere le seguenti caratteristiche della designazione delle dimensioni geometriche:
- Il calcolo del diametro dei tubi in polipropilene per il riscaldamento viene effettuato tenendo conto del fatto che i produttori indicano le dimensioni esterne.Per calcolare la sezione utile è necessario sottrarre due spessori di parete;
- Le dimensioni interne sono indicate per tubi in acciaio e rame.
Conoscendo queste caratteristiche, è possibile calcolare il diametro del collettore di riscaldamento, dei tubi e di altri componenti per l'installazione.
Quando si scelgono i tubi di riscaldamento in polimero, è indispensabile chiarire la presenza di uno strato di rinforzo nella struttura. Senza di essa, se esposta all'acqua calda, la linea non avrà la giusta rigidità.
Determinazione della potenza termica dell'impianto
Come scegliere il diametro del tubo giusto per il riscaldamento e dovrebbe essere fatto senza dati calcolati? Per un piccolo impianto di riscaldamento è possibile fare a meno di calcoli complessi. È importante solo conoscere le seguenti regole:
- Il diametro ottimale dei tubi con circolazione naturale del riscaldamento dovrebbe essere compreso tra 30 e 40 mm;
- Per un sistema chiuso con movimento forzato del liquido di raffreddamento, dovrebbero essere utilizzati tubi più piccoli per creare una pressione e una portata d'acqua ottimali.
Per un calcolo accurato, si consiglia di utilizzare un programma per il calcolo del diametro dei tubi di riscaldamento. Se non ci sono, puoi usare calcoli approssimativi. Per prima cosa devi trovare la capacità termica del sistema. Per fare ciò, è necessario utilizzare la seguente formula:
Q = (V * Δt * K) 860
Dove Q - potenza termica di riscaldamento calcolata, kW/h,V - il volume della stanza (casa), m³,t - la differenza tra le temperature esterne e interne, ° С,PER - il coefficiente stimato di perdita di calore in casa,860 - il valore per convertire i valori ottenuti in un formato kW / h accettabile.
Le maggiori difficoltà nel calcolo preliminare del diametro dei tubi di plastica per il riscaldamento sono causate dal fattore di correzione K. Dipende dall'isolamento termico della casa. È meglio ricavarlo dai dati nella tabella.
| Coefficiente K | Il grado di isolamento termico dell'edificio |
| 3-4 | Isolamento termico minimo |
| 2-2,9 | L'isolamento minimo della facciata è il rivestimento in mattoni. |
| 1-1,9 | Livello medio di isolamento termico |
| 0,6-0,9 | Isolamento di alta qualità della casa, finestre e porte moderne sono installate |
Come esempio di calcolo dei diametri dei tubi in polipropilene per il riscaldamento, è possibile calcolare la potenza termica richiesta di una stanza con un volume totale di 47 m³. Allo stesso tempo, la temperatura esterna sarà di -23 ° С e all'interno - + 20 ° С. Di conseguenza, la differenza Δt sarà di 43 ° C. Prendiamo il fattore di correzione pari a 1.1. Quindi la potenza termica richiesta sarà.
Q = (47 * 43 * 1,1) /860=2,585 kWh
Il prossimo passo nella scelta del diametro del tubo per il riscaldamento è determinare la velocità ottimale di movimento del liquido di raffreddamento.
I calcoli presentati non tengono conto della correzione per la rugosità della superficie interna delle autostrade.
Velocità dell'acqua nei tubi
La pressione ottimale del liquido di raffreddamento nella rete è necessaria per la distribuzione uniforme dell'energia termica sui radiatori e sulle batterie. Per la corretta selezione dei diametri dei tubi di riscaldamento, dovrebbero essere presi i valori ottimali della velocità di avanzamento dell'acqua nelle tubazioni.
Vale la pena ricordare che quando viene superata l'intensità del movimento del liquido di raffreddamento, nel sistema possono verificarsi rumori estranei. Pertanto, questo valore dovrebbe essere compreso tra 0,36 e 0,7 m/s. Se il parametro è inferiore, si verificheranno inevitabilmente ulteriori perdite di calore. Se viene superato, appariranno rumori di costruzione nelle tubazioni e nei radiatori.
Per il calcolo finale del diametro del tubo di riscaldamento, utilizzare i dati della tabella sottostante.
Sostituendo nella formula per calcolare il diametro del tubo di riscaldamento nei valori precedentemente ottenuti, è possibile determinare che il diametro del tubo ottimale per una determinata stanza sarà di 12 mm. Questa è solo una stima approssimativa. In pratica, gli esperti raccomandano di aggiungere il 10-15% ai valori ottenuti. Questo perché la formula per il calcolo del diametro del tubo di riscaldamento può cambiare a causa dell'aggiunta di nuovi componenti al sistema.
Per un calcolo accurato, avrai bisogno di un programma speciale per calcolare il diametro dei tubi di riscaldamento.Tali pacchetti software possono essere scaricati in una versione demo con capacità di calcolo limitate.
Calcolo del collettore di riscaldamento e manicotti di montaggio
La suddetta tecnologia di calcolo può essere applicata a tutti i tipi di fornitura di calore: un tubo, due tubi e collettore. Tuttavia, per quest'ultimo, è necessario effettuare il calcolo corretto del diametro del collettore di riscaldamento.
Questo elemento riscaldante è necessario per distribuire il liquido di raffreddamento su più circuiti. In questo caso, il calcolo del diametro corretto del collettore di riscaldamento è indissolubilmente legato al calcolo della sezione ottimale della tubazione. Questa è la fase successiva nella progettazione di un sistema di fornitura di calore.
Per calcolare il diametro del collettore di riscaldamento è necessario prima calcolare la sezione dei tubi secondo lo schema sopra. Quindi puoi usare una formula abbastanza semplice:
M0 = M1 + M2 + M3 + M4
Dove M0 - il diametro del collettore richiesto,M1, M2, M3, 4 - diametri delle tubazioni collegate.
Quando si determina l'altezza e la distanza ottimale tra gli ugelli, viene applicato il principio dei "tre diametri". Secondo lui, la distanza dei tubi sulla struttura dovrebbe essere di 6 raggi ciascuno. Anche il diametro totale del collettore di riscaldamento è uguale a questo valore.
Ma oltre a questo componente del sistema, è spesso necessario utilizzarne di aggiuntivi. Come scoprire il diametro del manicotto del tubo di riscaldamento? Solo dopo aver eseguito un calcolo preliminare della sezione delle autostrade. Inoltre, è necessario tenere conto dello spessore delle pareti e del materiale della loro fabbricazione. Il design della manica e il grado del suo isolamento termico dipenderanno da questo.
Il valore del diametro del manicotto per tubi di riscaldamento è influenzato dal materiale di fabbricazione della parete, nonché dal tubo. È importante considerare il possibile grado di espansione quando la superficie viene riscaldata. Se i diametri dei tubi di alimentazione del calore in plastica sono 20 mm, lo stesso parametro per il manicotto deve essere di almeno 24 mm.
La posa del liner deve essere eseguita su malta cementizia o materiale similare non combustibile.
Dati aggiuntivi per il calcolo del diametro dei tubi di riscaldamento
Dopo aver scelto il diametro dei tubi per il riscaldamento di una casa privata, è necessario scegliere il materiale giusto per la loro fabbricazione e tenere conto anche delle caratteristiche del sistema di riscaldamento. Questo parametro è influenzato dal layout delle autostrade, nonché dal numero di valvole di intercettazione e controllo.
Oltre a conoscere il diametro dei tubi in riscaldamento a circolazione naturale, è necessario tenere conto dell'altezza del montante del booster e selezionare correttamente la dimensione della sua sezione. Dovrebbe essere ad un'altezza minima di 1,5 rispetto ad altri elementi riscaldanti. Per aumentare la velocità di movimento del liquido di raffreddamento, il diametro dei tubi in polipropilene utilizzati nella costruzione del collettore di rilancio deve essere di una taglia superiore a quello della linea principale.
È anche importante considerare lo spessore delle pareti delle tubazioni. Dipende dal materiale di fabbricazione e può variare da 0,5 mm (acciaio) a 5 mm (plastica). La scelta del diametro dei tubi per l'impianto di riscaldamento di una casa privata è influenzata dal materiale di fabbricazione. Pertanto, si consiglia di installare linee in plastica per sistemi a circolazione forzata. Il loro diametro interno può variare da 10 a 30 mm. Maggiori informazioni sullo spessore delle pareti dei tubi polimerici per il riscaldamento sono disponibili nei dati nella tabella.
Per i modelli in acciaio, è necessario tenere conto non solo delle loro dimensioni geometriche, ma anche della loro massa. Dipende direttamente dallo spessore della parete. Nei programmi per il calcolo del diametro dei tubi di riscaldamento deve essere presente una funzione per il calcolo del peso specifico di 1 ml. linea d'acciaio.
Conoscendo queste caratteristiche aggiuntive, è possibile effettuare il calcolo più accurato dei parametri dell'impianto di riscaldamento, inclusa la corretta selezione dei diametri dei tubi di riscaldamento.
Se è necessario calcolare solo la sezione trasversale delle linee di conduzione del calore, è possibile utilizzare versioni demo gratuite di programmi professionali.
Materiale del tubo di riscaldamento
Oltre alla corretta scelta dei diametri dei tubi per la fornitura di calore, è necessario conoscere le caratteristiche del loro materiale di fabbricazione. Ciò influirà sulla perdita di calore del sistema, nonché sulla laboriosità dell'installazione.
Va ricordato che il calcolo dei diametri dei tubi di riscaldamento viene effettuato solo dopo la scelta del materiale per la loro fabbricazione. Attualmente, vengono utilizzati diversi tipi di tubazioni per completare i sistemi di fornitura di calore:
- Polimero... Sono realizzati in PP o XLPE. La differenza sta nei componenti aggiuntivi aggiunti durante il processo di produzione. Dopo aver calcolato il diametro dei tubi in polipropilene per l'approvvigionamento di calore, è necessario selezionare correttamente lo spessore della loro parete. Varia da 1,8 a 3 mm, a seconda dei parametri della pressione massima nelle linee;
- Acciaio... Fino a poco tempo, questa era l'opzione più comune per organizzare il riscaldamento. Nonostante le loro caratteristiche di resistenza più che buone, i tubi in acciaio presentano una serie di svantaggi significativi: installazione complessa, graduale ruggine superficiale e maggiore rugosità. In alternativa possono essere utilizzati tubi in acciaio inossidabile. Uno dei loro costi è un ordine di grandezza superiore a quelli "neri";
- Rame... In termini di caratteristiche tecniche e operative, le tubazioni in rame sono l'opzione migliore. Sono caratterizzati da un allungamento sufficiente, ad es. se l'acqua si congela in essi, il tubo si espanderà per qualche tempo senza perdita di tenuta. Lo svantaggio è il costo elevato.
Oltre al diametro del tubo correttamente selezionato e calcolato, è necessario decidere il metodo della loro connessione. Dipende anche dal materiale di fabbricazione. Per il polimero, viene utilizzata una connessione a manicotto mediante saldatura o su base adesiva (molto raramente). Le tubazioni in acciaio vengono installate utilizzando la saldatura ad arco (connessioni di migliore qualità) o il metodo filettato.
Nel video, puoi vedere un esempio di calcolo del diametro dei tubi in base alla portata ottimale del liquido di raffreddamento:
