V článku budeme zvažovat systémy s nuceným oběhem. V nich zajišťuje pohyb chladicí kapaliny neustále pracující oběhové čerpadlo. Při volbě průměru potrubí pro vytápění vycházejí ze skutečnosti, že jejich hlavním úkolem je zajistit dodávku potřebného množství tepla do topných zařízení – radiátorů nebo registrů. Pro výpočet budou potřeba následující údaje:
- Obecná tepelná ztráta domu nebo bytu.
- Výkon topných zařízení (radiátorů) v každé místnosti.
- Délka potrubí.
- Způsob rozvodu systému (jednotrubkový, dvoutrubkový, s nuceným nebo přirozeným oběhem).
To znamená, že než přistoupíte k výpočtu průměrů potrubí, nejprve spočítáte celkovou tepelnou ztrátu, určíte výkon kotle a spočítáte výkon radiátorů pro každou místnost. Dále bude nutné rozhodnout o způsobu elektroinstalace. Na základě těchto údajů sestavte diagram a poté pokračujte pouze ve výpočtu.
Chcete-li určit průměr potrubí pro vytápění, budete potřebovat diagram s rozloženými hodnotami tepelného zatížení každého prvku
Na co si ještě musíte dát pozor. Za to, že u polypropylenových a měděných trubek je označen vnější průměr a vypočítá se vnitřní průměr (odečtěte tloušťku stěny). U oceli a kovoplastu je při značení vnitřní rozměr nalepen. Tak nezapomeňte na tuto maličkost.
Jak vybrat průměr topné trubky
Nebude možné přesně vypočítat, jaký úsek potrubí potřebujete. Budete si muset vybrat z několika možností. A to vše proto, že stejného efektu můžete dosáhnout různými způsoby.
Pojďme si to vysvětlit. Je pro nás důležité dodat do radiátorů správné množství tepla a zároveň dosáhnout rovnoměrného ohřevu radiátorů. V systémech s nuceným oběhem to děláme pomocí potrubí, chladicí kapaliny a čerpadla. V zásadě nám stačí po určitou dobu „projet“ určité množství chladicí kapaliny. Jsou dvě možnosti: instalovat potrubí menšího průměru a přivádět chladicí kapalinu vyšší rychlostí, nebo udělat systém s větším průřezem, ale s menším provozem. Obvykle je vybrána první možnost. A proto:
- náklady na výrobky menšího průměru jsou nižší;
- snáze se s nimi pracuje;
- v otevřeném stavu tolik nepřitahují pozornost a při pokládání do podlahy nebo stěn jsou potřeba menší stroboskopy;
- s malým průměrem je v systému méně chladicí kapaliny, což snižuje jeho setrvačnost a vede k úspoře paliva.
Vzhledem k tomu, že existuje určitá sada průměrů a určité množství tepla, které je třeba jimi dodat, je nerozumné počítat pokaždé to samé. Proto byly vyvinuty speciální tabulky, podle kterých se v závislosti na požadovaném množství tepla, rychlosti chladicí kapaliny a teplotních indikátorech systému určuje možná velikost. To znamená, že pro určení průřezu potrubí v topném systému najděte požadovanou tabulku a vyberte pro ni vhodný průřez.
Výpočet průměru potrubí pro vytápění byl proveden podle tohoto vzorce (pokud si přejete, můžete jej vypočítat). Poté byly vypočtené hodnoty zaznamenány do tabulky.
Vzorec pro výpočet průměru topné trubky
D – požadovaný průměr potrubí, mm
∆t° — teplotní delta (rozdíl mezi přívodem a zpátečkou), °С
Q je zatížení této části systému, kW je množství tepla, které jsme určili a které je potřebné pro vytápění prostoru
V – rychlost chladicí kapaliny, m/s – se volí z určitého rozsahu.
V jednotlivých topných systémech může být rychlost chladicí kapaliny od 0,2 m/s do 1,5 m/s. Na základě provozních zkušeností je známo, že optimální rychlost je v rozmezí 0,3 m/s – 0,7 m/s. Pokud se chladicí kapalina pohybuje pomaleji, dochází ke vzduchovým uzávěrům, pokud rychleji, hladina hluku se velmi zvyšuje. Optimální rozsah otáček je vybrán v tabulce. Stoly jsou určeny pro různé typy potrubí: kovové, polypropylenové, kovoplastové, měděné. Hodnoty jsou vypočteny pro standardní provozní režimy: s vysokými a středními teplotami. Aby byl proces výběru srozumitelnější, rozebereme konkrétní příklady.
Výpočet pro dvoutrubkový systém
Jedná se o dvoupodlažní dům s dvoutrubkovým vytápěním, v každém patře dvě křídla. Budou použity polypropylenové výrobky, provozní režim 80/60 s teplotou delta 20°C. Tepelná ztráta domu je 38 kW tepelné energie. První patro má 20 kW, druhé 18 kW. Diagram je uveden níže.
Schéma dvoutrubkového vytápění pro dvoupatrový dům. Pravé křídlo (klikněte pro zvětšení) Schéma dvoutrubkového vytápění pro dvoupodlažní dům. Levé křídlo (kliknutím zvětšíte)
Vpravo je tabulka, podle které určíme průměr. Narůžovělá oblast je zónou optimální rychlosti chladicí kapaliny.
Tabulka pro výpočet průměru polypropylenových topných trubek. Provozní režim 80/60 s teplotním delta 20°C (klikněte pro zvětšení)
- Určujeme, které potrubí má být použito v oblasti od kotle po první větev. Touto sekcí prochází celé chladivo, prochází tedy celý objem tepla 38 kW. V tabulce najdeme odpovídající čáru, podél ní se dostaneme do zóny zbarvené růžově a jdeme nahoru. Vidíme, že jsou vhodné dva průměry: 40 mm, 50 mm. Z pochopitelných důvodů volíme ten menší – 40 mm.
- Podívejme se znovu na schéma. Tam, kde je rozdělen průtok, jde do 20.NP 1 kW, do 18.NP 2 kW. V tabulce najdeme odpovídající čáry, určete průřez potrubí. Ukazuje se, že obě větve jsou vyšlechtěny o průměru 32 mm.
- Každý z okruhů je rozdělen na dvě větve se stejnou zátěží. V prvním patře jde 10 kW vpravo a vlevo (20 kW/2=10 kW), ve druhém patře 9 kW (18 kW/2)=9 kW). Podle tabulky najdeme odpovídající hodnoty pro tyto sekce: 25 mm. Tato velikost se dále používá, dokud tepelné zatížení neklesne na 5 kW (viz tabulka). Následuje úsek 20 mm. V prvním patře projdeme 20 mm po druhém radiátoru (podívejte se na zatížení), na druhém – po třetím. V tomto bodě existuje jedna změna provedená nashromážděnými zkušenostmi – je lepší přejít na 20 mm při zatížení 3 kW.
Všechno. Vypočítají se průměry polypropylenových trubek pro dvoutrubkový systém. Pro zpátečku se průřez nepočítá a vedení je provedeno stejnými trubkami jako přívod. Metodika je snad jasná. Nebude obtížné provést podobný výpočet za přítomnosti všech počátečních údajů. Pokud se rozhodnete použít jiné trubky, budete potřebovat další tabulky vypočítané pro materiál, který potřebujete. Na tomto systému můžete cvičit, ale již pro průměrný teplotní režim 75/60 a delta 15 ° C (tabulka je umístěna níže).
Tabulka pro výpočet průměru polypropylenových topných trubek. Provozní režim 75/60 a delta 15 °C (klikněte pro zvětšení)
Stanovení průměru potrubí pro jednotrubkový systém s nuceným oběhem
Princip zůstává stejný, mění se metodika. Pomocí jiné tabulky určíme průměr potrubí s jiným principem zadávání dat. V něm je optimální zóna průtoků chladicí kapaliny zbarvena modře, hodnoty výkonu nejsou ve sloupci na straně, ale zadávají se do pole. Protože samotný proces je trochu jiný.
Tabulka pro výpočet průměru topných trubek
Na základě této tabulky počítáme interní průměr potrubí pro jednoduché schéma jednotrubkového vytápění pro jedno podlaží a šest radiátorů zapojených do série. Začněme výpočet:
- Z kotle je na vstup systému přiváděno 15 kW. Najdeme v pásmu optimálních otáček (modrá) hodnoty blízké 15 kW. Jsou dva: v řadě o velikosti 25 mm a 20 mm. Z pochopitelných důvodů volíme 20 mm.
- Na prvním radiátoru je tepelná zátěž snížena na 12 kW. Najděte tuto hodnotu v tabulce. Ukazuje se, že jde dále o stejné velikosti – 20 mm.
- Na třetím radiátoru je zátěž již 10,5 kW. Určujeme průřez – všechny stejně 20 mm.
- Čtvrtý radiátor, soudě podle tabulky, je již 15 mm: 10,5 kW-2 kW = 8,5 kW.
- Na pátém jde dalších 15 mm a po něm už můžete dát 12 mm.
Opět si všimněte, že výše uvedená tabulka definuje vnitřní průměry. Na nich pak najdete označení trubek z požadovaného materiálu.
Zdá se, že by neměly být žádné problémy s tím, jak vypočítat průměr topné trubky. Vše je dostatečně jasné. To však platí pro polypropylenové a kovoplastové výrobky – jejich tepelná vodivost je nízká a ztráty přes stěny jsou nevýznamné, proto se při výpočtu neberou v úvahu. Další věc – kovy – ocel, nerez a hliník. Pokud je délka potrubí významná, pak ztráty jejich povrchem budou značné.
Vlastnosti výpočtu průřezu kovových trubek
U velkých topných systémů s kovovým potrubím je třeba počítat se ztrátami tepla stěnami. Ztráty nejsou tak velké, ale při velké délce mohou vést k tomu, že na posledních radiátorech bude velmi nízká teplota kvůli špatné volbě průměru.
Vypočítejte ztráty pro ocelovou trubku 40 mm s tloušťkou stěny 1,4 mm. Ztráty se počítají podle vzorce:
q u3.14d k * XNUMX * (tv-tp)
q je tepelná ztráta měřiče potrubí,
k – lineární koeficient prostupu tepla (pro danou trubku je 0,272 W * m / s);
tv — teplota vody v potrubí — 80°С;
tp – teplota vzduchu v místnosti – 22 ° С.
Dosazením hodnot získáme:
q u0,272d 3,15 * 80 * (22-49) uXNUMXd XNUMX W/s
Ukazuje se, že na metr se ztrácí téměř 50 wattů tepla. Pokud je délka významná, může to být kritické. Je jasné, že čím větší průřez, tím větší ztráty. Pokud je potřeba tyto ztráty zohlednit, tak se při výpočtu ztrát přičtou ztráty v potrubí ke snížení tepelné zátěže otopného tělesa a z celkové hodnoty se pak zjistí požadovaný průměr.
Určení průměru potrubí v topném systému není snadný úkol.
Ale pro jednotlivé topné systémy tyto hodnoty obvykle nejsou kritické. Navíc při výpočtu tepelných ztrát a výkonu zařízení se vypočítané hodnoty nejčastěji zaokrouhlují nahoru. To poskytuje určitou rezervu, která vám umožňuje neprovádět tak složité výpočty.
Důležitá otázka: kde sehnat stoly? Téměř všechny webové stránky výrobců mají takové tabulky. Můžete číst přímo z webu, nebo si jej můžete stáhnout pro sebe. Co ale dělat, když jste stále nenašli potřebné tabulky pro výpočet. Můžete použít níže popsaný systém výběru průměru nebo to udělat jinak.
Navzdory skutečnosti, že při označování různých trubek jsou uvedeny různé hodnoty (interní nebo externí), lze je přirovnat k určité chybě. V níže uvedené tabulce najdete typ a označení se známým vnitřním průměrem. Zde bude možné najít odpovídající velikost trubky z jiného materiálu. Například je třeba vypočítat průměr kovoplastových topných trubek. Nenašli jste tabulku pro MP. Ale existuje pro polypropylen. Vyberete rozměry pro PPR a pak pomocí této tabulky najdete analogy v MP. Přirozeně dojde k chybě, ale u systémů s nuceným oběhem je to přípustné.
Korespondenční tabulka pro různé typy trubek (klikněte pro zvětšení)
Pomocí této tabulky snadno určíte vnitřní průměry trubek topného systému a jejich označení.
Výběr průměru potrubí pro vytápění
Tato metoda není založena na výpočtech, ale na vzoru, který lze vysledovat při analýze poměrně velkého počtu topných systémů. Toto pravidlo bylo vyvinuto instalačními firmami a používají je na malých systémech pro soukromé domy a byty.
Průměr trubek lze jednoduše zvolit podle určitého pravidla (klikněte pro zvětšení)
Většina topných kotlů má dvě velikosti přívodního a vratného potrubí: ¾ a ½ palce. Právě u takové trubky se provede kabeláž do první větve a pak se na každé větvi zmenší velikost o jeden krok. Tímto způsobem můžete určit průměr topných trubek v bytě. Systémy jsou obvykle malé – od tří do osmi radiátorů v systému, maximálně dvě nebo tři větve s jedním nebo dvěma radiátory na každé. Pro takový systém je navrhovaná metoda vynikající volbou. U malých soukromých domů je situace prakticky stejná. Pokud už jsou ale dvě patra a rozvětvenější systém, tak musíte počítat a pracovat s tabulkami.
Výsledky
U nepříliš složitého a rozvětveného systému lze průměr potrubí topného systému vypočítat nezávisle. K tomu je potřeba mít údaje o tepelných ztrátách místnosti a výkonu každého radiátoru. Poté pomocí tabulky můžete určit úsek potrubí, který se vyrovná s dodávkou požadovaného množství tepla. Řezání složitých víceprvkových obvodů je lepší svěřit profesionálovi. V krajním případě počítejte sami, ale zkuste si alespoň nechat poradit.
Stručně řečeno, průměr trubek kotlového okruhu nesmí být menší než průměr trubek opouštějících kotel. Podívejte se na tabulku a výpočty níže v článku.
Jak správně a jednoduše vypočítat průměr potrubí pro kotlový okruh individuálního topného systému fungujícího na principu netěkavého termosifonového systému pro cirkulaci chladicí kapaliny v systému.
Prvním místem, kde bude snazší a přehlednější začít, je věnovat pozornost samotnému kotli, konkrétně průřezu přívodního a vratného potrubí. Výrobci kotlů nevytahují z nosu hodnoty, které používají při výrobě kotlů. Které se nedoporučuje zužovat.
Čili pokud jste si vybrali 20kilowattový kotel na základě plochy, kterou hodláte vytápět a těchto dvacet kilowattů vám bude stačit, tak přívodní a vratné potrubí kotle zajistí výrobce o průměru cca. 40 mm.
Na obrázku je tabulka, ze které vidíte poměr průměru trubek kotle v závislosti na jeho výkonu.
Jako jasný příklad si vezměme stojací kotel o výkonu 20 kW, u kterého je výstup a vstup chladicí kapaliny vyroben ze čtyřiceti trubek. Z čehož vyvozujeme jednoduchý závěr, že při gravitačním, termosifonovém vytápění se tento průměr nesmí zužovat, alespoň u kotlového okruhu.
Je třeba připomenout, že z okruhu kotle lze odbočit z jednoho na několik okruhů radiátorů nebo topných větví. Nezáleží na tom, kolik, hlavní věc je, že celkově nejsou menší než tlakoměr samotného hlavního okruhu kotle.
Okruh kotle může zase napájet hydraulický spínač nebo skupinu kolektorů nebo sám sloužit jako jeden topný okruh, na který budou připojeny všechny topné radiátory podle schématu Leningradka. Jediné, co si musíte zapamatovat, je, že společný nebo celkový topný okruh musí mít stejný průřez jako průřez vstupu a výstupu kotle.
Při instalaci čerpacího zařízení můžete udělat výjimku a zúžit potrubí, ale musíte si uvědomit, že pro normální provoz topného systému v tomto režimu budete muset neustále čerpat topný systém čerpadly v objemu chladicí kapaliny, pro který byly vypočteny čerpací zařízení a rychlost čerpání chladicí kapaliny termosifonovým topným systémem.
Doporučení
Jedna z nejčastějších otázek týkajících se průměru potrubí se týká polypropylenových trubek pro otevřený topný systém. Nehledě na to, že otázka není správná kvůli tomu, že neobsahuje takové proměnné jako.
Jak víte, horká voda nebo chladicí kapalina se pohybuje termosifonovým systémem podle principu konvekce, když teplejší vrstvy látky spěchají nahoru a studené, protože mají tendenci se více usazovat ve spodní části topného systému. .
Větev topného systému lze nazvat především radiátorovou sítí sousedící se společnou topnou stoupačkou, na které jsou v každém bytě instalovány podobné větve radiátorů. Začněme něčím jednoduchým. Níže uvedený obrázek ukazuje topný systém jako.
Podívejme se na všechny výhody a nevýhody polypropylenových trubek používaných v topných systémech. Začněme výhodami elektroinstalace s polypropylenovými trubkami. Polypropylenové trubky velmi dobře odolávají mrazu a také se nebojí vlhkosti.
Při přemýšlení o správném kotlovém potrubí – jednoduchém, levném a spolehlivém mě napadlo zapamatovat si zlatý řez Fibonacciho a implementovat jej do správně vyváženého potrubí, uvnitř kterého je teplotní gradient rozložen tak, aby .
