Thiết kế chính xác của hệ thống sưởi ấm là tính đến tất cả các yếu tố có thể ảnh hưởng đến hiệu quả của nó. Ngoài việc lựa chọn chính xác các thành phần chính, nồi hơi, bộ tản nhiệt, nhóm an toàn, nên tính toán chính xác mặt cắt ngang của nguồn điện. Để làm điều này, bạn cần biết đường kính tối ưu của các ống sưởi: làm thế nào để chọn và tự tính toán nó?
Khó khăn trong việc lựa chọn đường kính của ống sưởi
Có vẻ như - việc lựa chọn đường kính của các đường ống để sưởi ấm một ngôi nhà riêng không phải là một nhiệm vụ khó khăn. Họ chỉ nên đảm bảo việc cung cấp chất làm mát từ nguồn sưởi ấm của nó đến các thiết bị cung cấp nhiệt - bộ tản nhiệt, pin.
Nhưng trong thực tế, đường kính được chọn không chính xác của ống dẫn nhiệt hoặc ống cung cấp có thể dẫn đến sự suy giảm đáng kể trong hoạt động của toàn bộ hệ thống. Điều này là do các quá trình xảy ra trong quá trình di chuyển của nước dọc theo đường cao tốc. Để làm điều này, bạn cần biết những điều cơ bản của vật lý và thủy động lực học. Để không đi vào rừng tính toán chính xác, bạn có thể xác định các đặc điểm chính của sưởi ấm, phụ thuộc trực tiếp vào mặt cắt ngang của đường ống:
- Tốc độ nước làm mát. Nó không chỉ ảnh hưởng đến sự gia tăng tiếng ồn trong quá trình hoạt động của nguồn cung cấp nhiệt mà còn cần thiết cho sự phân phối nhiệt tối ưu giữa các thiết bị sưởi ấm. Đơn giản, nước không nên có thời gian để làm mát đến mức tối thiểu khi đạt đến bộ tản nhiệt cuối cùng trong hệ thống;
- Khối lượng chất làm mát. Vì vậy, đường kính của các đường ống có vòng tuần hoàn tự nhiên của hệ thống sưởi phải lớn để giảm tổn thất do ma sát của chất lỏng trên bề mặt bên trong của đường ống. Tuy nhiên, cùng với điều này, khối lượng chất làm mát tăng lên, kéo theo sự gia tăng chi phí làm nóng nó;
- Tổn thất thủy lực. Nếu hệ thống sử dụng các đường kính khác nhau của ống nhựa để sưởi ấm, thì sự chênh lệch áp suất chắc chắn sẽ xảy ra tại điểm nối của chúng, điều này sẽ dẫn đến sự gia tăng tổn thất thủy lực.
Làm thế nào để chọn đường kính của đường ống để sưởi ấm, để khi lắp đặt bạn không phải làm lại toàn bộ hệ thống sưởi ấm vì hiệu quả cực kỳ thấp? Trước hết, bạn nên thực hiện tính toán chính xác mặt cắt ngang của đường cao tốc. Để làm điều này, nên sử dụng các chương trình đặc biệt và, nếu muốn, hãy tự kiểm tra kết quả.
Tại ngã ba, đường kính của các ống polypropylen để sưởi ấm bị giảm do lớp phủ. Việc giảm tiết diện phụ thuộc vào mức độ gia nhiệt trong quá trình hàn và tuân thủ công nghệ lắp đặt.
Quy trình tính toán tiết diện của các đường cung cấp nhiệt
Trước khi tính đường kính của ống gia nhiệt, cần xác định các thông số hình học cơ bản của chúng. Để làm điều này, bạn cần biết các đặc điểm chính của đường cao tốc. Chúng không chỉ bao gồm hiệu suất, mà còn kích thước.
Mỗi nhà sản xuất chỉ ra giá trị của phần ống - đường kính. Nhưng trên thực tế, nó phụ thuộc vào độ dày của tường và vật liệu sản xuất. Trước khi có được một mô hình đường ống nhất định, bạn cần biết các tính năng sau đây về chỉ định kích thước hình học:
- Việc tính toán đường kính của ống polypropylen để sưởi ấm được thực hiện có tính đến thực tế là các nhà sản xuất chỉ ra kích thước tổng thể bên ngoài. Để tính toán phần hữu ích, cần phải trừ hai độ dày của tường;
- Đối với đường ống thép và đồng, kích thước bên trong được đưa ra.
Biết các tính năng này, bạn có thể tính toán đường kính của ống dẫn nhiệt, đường ống và các thành phần khác để lắp đặt.
Khi chọn ống gia nhiệt polymer, cần phải làm rõ sự hiện diện của lớp gia cố trong thiết kế. Không có nó, khi tiếp xúc với nước nóng, dòng sẽ không có độ cứng cần thiết.
Xác định nhiệt điện của hệ thống
Làm thế nào để chọn đường kính của đường ống để sưởi ấm và nó nên được thực hiện mà không cần dữ liệu tính toán? Đối với một hệ thống sưởi ấm nhỏ, bạn có thể làm mà không cần tính toán phức tạp. Điều quan trọng là chỉ cần biết các quy tắc sau:
- Đường kính tối ưu của đường ống với sự lưu thông tự nhiên của hệ thống sưởi nên từ 30 đến 40 mm;
- Đối với một hệ thống kín có chuyển động cưỡng bức của chất làm mát, nên sử dụng các ống nhỏ hơn để tạo ra áp suất và tốc độ dòng nước tối ưu.
Để tính toán chính xác, nên sử dụng chương trình để tính đường kính của các ống sưởi. Nếu không, bạn có thể sử dụng các phép tính gần đúng. Đầu tiên bạn cần tìm nhiệt điện của hệ thống. Để làm điều này, sử dụng công thức sau:
Q = (V * Δt * K) 860
Ở đâu Q - công suất sưởi được tính toán, kW / h,V - khối lượng của phòng (nhà), m³,Δt - chênh lệch giữa nhiệt độ trên đường phố và trong nhà, ° C,ĐẾN - hệ số tổn thất nhiệt ước tính tại nhà,860 - giá trị để dịch các giá trị thu được thành định dạng có thể chấp nhận được là kW / h.
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 cách nhiệt của ngôi nhà. Nó là tốt nhất lấy từ bảng.
| Hệ số K | Mức độ cách nhiệt của tòa nhà |
| 3-4 | Cách nhiệt tối thiểu |
| 2-2,9 | Cách nhiệt tối thiểu của mặt tiền - lót gạch. |
| 1-1,9 | Cách nhiệt trung bình |
| 0,6-0,9 | 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 polypropylen để sưởi ấm, bạn có thể tính được lượng nhiệt cần thiết của một căn phòng với tổng thể tích 47 m³. Trong trường hợp này, nhiệt độ ngoài trời sẽ là -23 ° C và trong nhà - + 20 ° C. Theo đó, chênh lệch t sẽ là 43 ° C. Hệ số hiệu chỉnh được lấy là 1.1. Sau đó, nhiệt điện cần thiết sẽ được.
Q = (47 * 43 * 1.1) /860=2,585 mã lực / giờ
Bước tiếp theo trong việc chọn đường kính của ống để sưởi ấm là xác định tốc độ tối ưu của chất làm mát.
Các tính toán được trình bày không tính đến sự hiệu chỉnh cho độ nhám của bề mặt bên trong của các đường.
Vận tốc nước trong đường ống
Áp suất truyền nhiệt tối ưu trong nguồn điện là cần thiết để phân phối năng lượng nhiệt đều trên bộ tản nhiệt và pin. Để lựa chọn chính xác đường kính của các ống gia nhiệt, cần lấy các giá trị tối ưu của tốc độ tiến bộ của nước trong đường ống.
Điều đáng ghi nhớ là nếu cường độ của chất làm mát bị vượt quá, tiếng ồn bên ngoài có thể xảy ra trong hệ thống. Do đó, giá trị này phải bằng từ 0,36 đến 0,7 m / s. Nếu tham số ít hơn, tổn thất nhiệt bổ sung chắc chắn sẽ xảy ra. Nếu vượt quá, việc xây dựng tiếng ồn sẽ xuất hiện trong đường ống và bộ tản nhiệt.
Để tính toán cuối cùng đường kính của ống sưởi, sử dụng dữ liệu từ bảng dưới đây.
Thay vào công thức tính đường kính của ống gia nhiệt 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 ước tính. 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 gia nhiệt 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 đường kính của các ống sưởi. Các hệ thống phần mềm tương tự có thể được tải xuống trong bản demo với khả năng tính toán hạn chế.
Tính toán của ống dẫn nhiệt và tay áo gắn
Công nghệ tính toán trên có thể được áp dụng cho tất cả các loại cung cấp nhiệt - ống đơn, ống đôi và bộ thu. Tuy nhiên, đối với cái sau, cần phải tính toán chính xác đường kính của ống dẫn nhiệt.
Yếu tố làm nóng này là cần thiết cho việc phân phối chất làm mát trong một số mạch. Trong trường hợp này, việc tính toán đường kính chính xác của đường ống gia nhiệt được liên kết chặt chẽ với việc tính toán tiết diện tối ưu của đường ống. Đây là giai đoạn tiếp theo trong thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt.
Để tính đường kính của ống dẫn 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:
M0 = M1 + M2 + M3 + M4
Ở đâu M0 - đường kính mong muốn của người thu gom,M1, M2, M3, M4 - đường kính của các đường ống được kết nối.
Khi xác định chiều cao và khoảng cách tối ưu giữa các vòi, nguyên tắc "ba đường kính" được áp dụng. Theo ông, độ xa của các đường ống trên cấu trúc nên là 6 radii mỗi ống. Tổng đường kính của ống dẫn nhiệt cũng bằng giá trị này.
Nhưng bên cạnh thành phần này của hệ thống, thường cần phải áp dụng những thành phần bổ sung. Làm thế nào để tìm ra đường kính của tay áo cho ống sưởi ấm? Chỉ bằng cách thực hiện một tính toán sơ bộ của mặt cắt ngang của đường cao tốc. Ngoài ra, bạn cần xem xét độ dày của các bức tường và vật liệu sản xuất của chúng. Thiết kế của tay áo, mức độ cách nhiệt của nó sẽ phụ thuộc vào điều này.
Giá trị của đường kính tay áo cho ống sưởi ấm bị ảnh hưởng bởi vật liệu của tường, cũng như đường ống. Điều quan trọng là phải xem xét mức độ mở rộng có thể khi làm nóng bề mặt. Nếu đường kính của các ống sưởi bằng nhựa là 20 mm, thì thông số tương tự cho ống bọc phải ít nhất là 24 mm.
Việc lắp đặt tay áo phải được thực hiện trên vữa xi măng hoặc vật liệu không cháy tương tự.
Dữ liệu bổ sung để tính đường kính của ống cấp nhiệt
Sau khi chọn đường kính của các đường ống để sưởi ấm một ngôi nhà riêng, bạn cần chọn vật liệu sản xuất của chúng một cách chính xác, và cũng có tính đến các tính năng của hệ thống sưởi ấm. Thông số này bị ảnh hưởng bởi cách bố trí của các dòng, cũng như số lượng van ngắt và điều khiển.
Ngoài việc biết đường kính của các ống trong hệ thống sưởi với lưu thông tự nhiên, cần phải tính đến chiều cao của riser tăng tốc và chọn kích thước phù hợp cho mặt cắt ngang của nó. Nó phải ở độ cao tối thiểu 1,5 so với các yếu tố cung cấp nhiệt khác. Để tăng vận tốc của chất làm mát, đường kính của ống polypropylen được sử dụng trong thiết kế của bộ tăng áp phải lớn hơn một cỡ so với dòng chính.
Nó cũng quan trọng để xem xét độ dày thành ống của đường ống. Nó phụ thuộc vào vật liệu sản xuất và có thể thay đổi từ 0,5 mm (thép) đến 5 mm (nhựa). Việc lựa chọn đường kính ống cho hệ thống sưởi ấm của một ngôi nhà tư nhân bị ảnh hưởng bởi vật liệu sản xuất. Vì vậy, nên cài đặt các dòng nhựa cho các hệ thống có lưu lượng cưỡng bức. Đường kính bên trong của chúng có thể thay đổi từ 10 đến 30 mm. Thông tin thêm về độ dày thành ống của ống polymer để sưởi ấm có thể được tìm thấy trong bảng.
Đối với các mô hình thép, cần phải tính đến không chỉ kích thước hình học của chúng, mà còn cả khối lượng. Nó trực tiếp phụ thuộc vào độ dày của tường. Trong các chương trình tính đường kính của ống gia nhiệt, nhất thiết phải có chức năng tính trọng lượng riêng 1 m. dây thép.
Biết các đặc điểm bổ sung này, bạn có thể tính toán chính xác nhất các thông số của hệ thống sưởi, bao gồm cả việc lựa chọn chính xác đường kính của các ống sưởi.
Nếu bạn chỉ cần tính toán mặt cắt ngang của nguồn điện dẫn nhiệt, bạn có thể sử dụng các phiên bản demo miễn phí của các chương trình chuyên nghiệp.
Nguyên liệu sản xuất ống sưởi
Ngoài việc lựa chọn chính xác đường kính ống để cung cấp nhiệt, bạn cần biết các đặc tính của vật liệu sản xuất của họ. Điều này sẽ ảnh hưởng đến sự mất nhiệt của hệ thống, cũng như sự phức tạp của việc cài đặt.
Cần nhớ rằng việc tính toán đường kính của các ống sưởi ấm chỉ được thực hiện sau khi chọn vật liệu sản xuất của chúng. Hiện nay, một số loại đường ống được sử dụng để hoàn thành các hệ thống cung cấp nhiệt:
- Polime. Chúng được làm bằng polypropylen hoặc polyetylen liên kết ngang. Sự khác biệt nằm ở các thành phần bổ sung được thêm vào trong quá trình sản xuất. Sau khi tính toán đường kính của ống polypropylen để cung cấp nhiệt, bạn cần chọn độ dày chính xác của tường. Nó thay đổi từ 1,8 đến 3 mm, tùy thuộc vào các thông số của áp suất tối đa trong các dòng;
- Thép. Cho đến gần đây, đây là sự sắp xếp sưởi ấm phổ biến nhất. Mặc dù có nhiều đặc điểm cường độ tốt hơn, ống thép có một số nhược điểm đáng kể - lắp đặt phức tạp, rỉ sét bề mặt dần dần và tăng độ nhám. Ngoài ra, ống làm bằng thép không gỉ có thể được sử dụng. Một trong những giá trị của chúng là một thứ tự cường độ cao hơn so với những người da đen của người Hồi giáo;
- Đồng. Theo đặc điểm kỹ thuật và hoạt động, đường ống đồng là lựa chọn tốt nhất. Chúng được đặc trưng bởi sự kéo dài đủ, tức là nếu nước đóng băng trong chúng, đường ống sẽ mở rộng trong một thời gian mà không mất độ kín. Nhược điểm là chi phí cao.
Ngoài đường kính ống được chọn và tính toán chính xác, bạn cần xác định phương thức kết nối của chúng. Nó cũng phụ thuộc vào vật liệu sản xuất. Đối với các polyme, một kết nối tay áo được sử dụng bằng cách hàn hoặc trên cơ sở kết dính (rất hiếm khi). Đường ống thép được gắn bằng hàn hồ quang (khớp chất lượng tốt nhất) hoặc phương pháp ren.
Trong tài liệu video, bạn có thể xem ví dụ về tính toán đường kính của các đường ống tùy thuộc vào tốc độ dòng chảy tối ưu của chất làm mát:
