La corretta progettazione del sistema di riscaldamento è quella di tenere conto di tutti i possibili fattori di influenza sulla sua efficienza. Oltre alla corretta selezione dei componenti principali, caldaia, radiatori, gruppi di sicurezza, la sezione della rete deve essere calcolata correttamente. Per fare questo, devi conoscere il diametro ottimale dei tubi di riscaldamento: come sceglierlo e calcolarlo tu stesso?
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 refrigerante dalla fonte del suo riscaldamento ai dispositivi di alimentazione del calore: 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 questo, è necessario conoscere le basi della fisica e dell'idrodinamica. Per non andare nella giungla di calcoli accurati, è possibile determinare le principali caratteristiche del riscaldamento, che dipendono direttamente dalla sezione trasversale delle tubazioni:
- Velocità del liquido di raffreddamento. Colpisce non solo l'aumento del rumore durante il funzionamento della fornitura di calore, ma è anche necessario per la distribuzione ottimale del calore tra i dispositivi di riscaldamento. Semplicemente, l'acqua non dovrebbe avere il tempo di raffreddarsi al livello minimo quando si raggiunge l'ultimo radiatore nel sistema;
- Volume del liquido di raffreddamento. Quindi, il diametro dei tubi con circolazione naturale del riscaldamento dovrebbe essere grande al fine di ridurre le perdite dovute all'attrito del liquido sulla superficie interna della tubazione. Tuttavia, insieme a questo, aumenta il volume del liquido di raffreddamento, il che comporta un aumento del costo del riscaldamento;
- Perdite idrauliche. Se il sistema utilizza 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 al momento dell'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 trasversale 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 fare 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 delle pareti e dal materiale di fabbricazione. Prima di acquisire 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 complessive esterne. Per calcolare la sezione utile, è necessario sottrarre due spessori di parete;
- Per le tubazioni in acciaio e rame, sono indicate le dimensioni interne.
Conoscendo queste caratteristiche, è possibile calcolare il diametro del collettore di riscaldamento, i tubi e altri componenti per l'installazione.
Quando si scelgono tubi di riscaldamento polimerici, è necessario chiarire la presenza di uno strato di rinforzo nel design. Senza di essa, se esposta all'acqua calda, la linea non avrà la rigidità necessaria.
Determinazione della potenza termica del sistema
Come scegliere il diametro dei tubi per il riscaldamento e dovrebbe essere fatto senza dati calcolati? Per un piccolo sistema di riscaldamento, puoi 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, è necessario utilizzare tubi più piccoli per creare pressione e portata d'acqua ottimali.
Per un calcolo accurato, si consiglia di utilizzare il programma per calcolare il diametro dei tubi di riscaldamento. In caso contrario, è possibile utilizzare calcoli approssimativi. Per prima cosa devi trovare la potenza termica del sistema. Per fare ciò, utilizzare la seguente formula:
Q = (V * Δt * K) 860
Dove Q - potenza calorifica calcolata, kW / h,V - volume della stanza (casa), m³,At - la differenza tra le temperature in strada e al chiuso, ° C,PER - il coefficiente stimato di perdita di calore a casa,860 - il valore per tradurre i valori ottenuti in un formato accettabile di kW / h.
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 preso dal tavolo.
| Coefficiente K | Il grado di isolamento termico dell'edificio |
| 3-4 | Isolamento termico minimo |
| 2-2,9 | Isolamento minimo della facciata - rivestimento in mattoni. |
| 1-1,9 | Isolamento termico medio |
| 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. In questo caso, la temperatura esterna sarà -23 ° C e all'interno - + 20 ° C. Di conseguenza, la differenza Δt sarà di 43 ° C. Il fattore di correzione è considerato 1.1. Quindi la potenza termica richiesta sarà.
Q = (47 * 43 * 1.1) /860=2.585 kW / h
Il prossimo passo nella scelta del diametro del tubo per il riscaldamento è determinare la velocità ottimale del liquido di raffreddamento.
I calcoli presentati non tengono conto della correzione per la rugosità della superficie interna delle linee.
Velocità dell'acqua nei tubi
La pressione ottimale di trasferimento del calore nella rete è necessaria per una distribuzione uniforme dell'energia termica su radiatori e batterie. Per la corretta selezione dei diametri dei tubi di riscaldamento, è necessario prendere i valori ottimali della velocità di avanzamento dell'acqua nelle tubazioni.
Vale la pena ricordare che se viene superata l'intensità del liquido di raffreddamento, nel sistema potrebbe verificarsi un rumore estraneo. Pertanto, questo valore dovrebbe essere uguale a 0,36 - 0,7 m / s. Se il parametro è inferiore, si verificheranno inevitabilmente ulteriori perdite di calore. Se viene superato, la costruzione del rumore apparirà nelle condutture e nei radiatori.
Per il calcolo finale del diametro del tubo di riscaldamento, utilizzare i dati della tabella seguente.
Sostituendo nella formula per il calcolo del diametro del tubo di riscaldamento nei valori precedentemente ottenuti, si può determinare che il diametro ottimale del tubo per un determinato locale sarà di 12 mm. Questa è solo una stima. 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, è necessario un programma speciale per calcolare il diametro dei tubi di riscaldamento. Sistemi software simili possono essere scaricati in una demo con capacità di calcolo limitate.
Calcolo del collettore di riscaldamento e dei manicotti di montaggio
La suddetta tecnologia di calcolo può essere applicata a tutti i tipi di fornitura di calore: singolo tubo, doppio tubo e collettore. Tuttavia, per quest'ultimo, è necessario effettuare il calcolo corretto del diametro del collettore di riscaldamento.
Questo elemento riscaldante è necessario per la distribuzione del liquido di raffreddamento in diversi circuiti. In questo caso, il calcolo del diametro corretto del collettore di riscaldamento è indissolubilmente collegato al calcolo della sezione trasversale 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 trasversale dei tubi secondo lo schema sopra. Quindi puoi usare una formula abbastanza semplice:
M0 = M1 + M2 + M3 + M4
Dove M0 - il diametro desiderato del collettore,M1, M2, M3, M4 - diametri delle tubazioni collegate.
Nel determinare l'altezza e la distanza ottimale tra gli ugelli, viene applicato il principio dei "tre diametri". Secondo lui, la lontananza 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 applicarne altri. Come scoprire il diametro del manicotto per i tubi di riscaldamento? Solo eseguendo un calcolo preliminare della sezione trasversale delle autostrade. Inoltre, è necessario considerare lo spessore delle pareti e il materiale della loro fabbricazione. Il design della manica, il grado del suo isolamento termico dipenderà da questo.
Il valore del diametro del manicotto per i tubi di riscaldamento è influenzato dal materiale del muro e dal tubo. È importante considerare il possibile grado di espansione quando si riscalda la superficie. Se i diametri dei tubi di riscaldamento in plastica sono 20 mm, lo stesso parametro per il manicotto dovrebbe essere di almeno 24 mm.
L'installazione del manicotto deve essere eseguita su malta cementizia o materiale non combustibile simile.
Dati aggiuntivi per il calcolo del diametro dei tubi di alimentazione del calore
Dopo aver scelto il diametro dei tubi per il riscaldamento di una casa privata, è necessario scegliere correttamente il loro materiale di produzione e tenere conto anche delle caratteristiche del sistema di riscaldamento. Questo parametro è influenzato dal layout delle linee, nonché dal numero di valvole di intercettazione e di controllo.
Oltre a conoscere il diametro dei tubi nel riscaldamento a circolazione naturale, è necessario tenere conto dell'altezza del montante acceleratore e scegliere la giusta dimensione per la sua sezione trasversale. Dovrebbe essere ad un'altezza minima di 1,5 rispetto ad altri elementi di fornitura di calore. Per aumentare la velocità del liquido di raffreddamento, il diametro dei tubi in polipropilene utilizzati nella progettazione del booster deve essere di una dimensione maggiore di 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 del tubo per il sistema di riscaldamento di una casa privata è influenzata dal materiale di fabbricazione. Pertanto, si consiglia di installare linee di 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 nella tabella.
Per i modelli in acciaio, è necessario tenere conto non solo delle loro dimensioni geometriche, ma anche della massa. Dipende direttamente dallo spessore della parete. Nei programmi per il calcolo del diametro dei tubi di riscaldamento, deve esserci necessariamente una funzione per il calcolo del peso specifico di 1 m. linea d'acciaio.
Conoscendo queste caratteristiche aggiuntive, è possibile effettuare il calcolo più accurato dei parametri del sistema di riscaldamento, compresa la corretta selezione dei diametri dei tubi di riscaldamento.
Se è necessario calcolare solo la sezione trasversale della rete conduttrice di calore, è possibile utilizzare versioni demo gratuite di programmi professionali.
Materiale per la produzione di tubi di riscaldamento
Oltre alla corretta scelta dei diametri dei tubi per l'apporto di calore, è necessario conoscere le caratteristiche del loro materiale di fabbricazione. Ciò influirà sulla perdita di calore del sistema, nonché sulla complessità dell'installazione.
Va ricordato che il calcolo dei diametri dei tubi di riscaldamento viene effettuato solo dopo aver selezionato il materiale di loro fabbricazione. Attualmente, vengono utilizzati diversi tipi di condutture per completare i sistemi di fornitura di calore:
- Polimero. Sono realizzati in polipropilene o polietilene reticolato. La differenza sta nei componenti aggiuntivi aggiunti durante il processo di produzione. Dopo aver calcolato il diametro dei tubi in polipropilene per l'apporto di calore, è necessario scegliere lo spessore corretto della loro parete. Varia da 1,8 a 3 mm, a seconda dei parametri della pressione massima nelle linee;
- Acciaio. Fino a poco tempo fa, questa era la disposizione di riscaldamento più comune. Nonostante le sue caratteristiche di resistenza più che buone, i tubi in acciaio presentano numerosi inconvenienti significativi: installazione complicata, graduale ruggine superficiale e maggiore rugosità. In alternativa, è possibile utilizzare tubi in acciaio inossidabile. Uno del loro valore è un ordine di grandezza superiore ai "neri";
- Rame. In base alle 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, il tubo si espanderà per un po 'di tempo senza perdita di tenuta. Lo svantaggio è l'alto costo.
Oltre ai diametri di tubo selezionati e calcolati correttamente, è necessario determinare il metodo di connessione. Dipende anche dal materiale di fabbricazione. Per i polimeri, una connessione a manicotto viene utilizzata per saldatura o su base adesiva (molto raramente). Le tubazioni in acciaio sono montate utilizzando la saldatura ad arco (giunti della migliore qualità) o il metodo filettato.
Nel materiale video, puoi vedere un esempio di calcolo del diametro dei tubi in base alla portata ottimale del liquido di raffreddamento:
