Calcolo idraulico dell'impianto di riscaldamento tenendo conto delle tubazioni. Parametri fisici e velocità di movimento del liquido refrigerante

Affinché il sistema di riscaldamento dell'acqua funzioni correttamente, è necessario garantire la velocità del liquido di raffreddamento richiesta nel sistema. Se la velocità è bassa, il riscaldamento della stanza sarà molto lento e i radiatori lontani saranno molto più freddi di quelli vicini. Al contrario, se la velocità del liquido di raffreddamento è troppo elevata, il liquido di raffreddamento stesso non avrà il tempo di riscaldarsi nella caldaia e la temperatura dell'intero sistema di riscaldamento sarà inferiore. Aumenterà anche il livello di rumore. Come possiamo vedere, la velocità del liquido di raffreddamento nell'impianto di riscaldamento è un parametro molto importante. Diamo uno sguardo più da vicino: cosa dovrebbe essere il massimo velocità ottimale.

I sistemi di riscaldamento in cui avviene la circolazione naturale, di regola, hanno relativamente bassa velocità refrigerante. Si ottiene la caduta di pressione nei tubi posizione corretta caldaia, vaso di espansione e tubi stessi: diretti e di ritorno. Solo un calcolo corretto prima dell'installazione consente di ottenere un movimento corretto e uniforme del liquido di raffreddamento. Ma c'è ancora l'inerzia dei sistemi di riscaldamento circolazione naturale il liquido è molto grande. Il risultato è un riscaldamento lento degli ambienti e una bassa efficienza. Il vantaggio principale di un tale sistema è la massima indipendenza dall'energia elettrica; non sono presenti elettropompe;

Molto spesso, le case utilizzano un sistema di riscaldamento con circolazione forzata del liquido di raffreddamento. L'elemento principale di un tale sistema è pompa di circolazione. È questo che accelera il movimento del liquido di raffreddamento; la velocità del liquido nel sistema di riscaldamento dipende dalle sue caratteristiche.

Cosa influenza la velocità del liquido di raffreddamento nel sistema di riscaldamento:

Schema del sistema di riscaldamento,
- tipo di liquido refrigerante,
- potenza, prestazioni della pompa di circolazione,
- di quali materiali sono fatti i tubi e il loro diametro,
- assenza inceppamenti d'aria e ostruzioni nei tubi e nei radiatori.

Per una casa privata, la velocità ottimale del refrigerante sarà compresa tra 0,5 e 1,5 m/s.
Per gli edifici amministrativi - non più di 2 m/s.
Per locali di produzione– non più di 3 m/s.
Il limite superiore della velocità del refrigerante viene selezionato principalmente a causa del livello di rumore nei tubi.

Molte pompe di circolazione dispongono di un regolatore della portata del liquido, quindi è possibile scegliere quello più ottimale per il proprio impianto. È inoltre necessario scegliere correttamente la pompa stessa. Non è necessario portarlo con una grande riserva di carica, poiché il consumo di elettricità sarà maggiore. Con un impianto di riscaldamento di grandi dimensioni, un gran numero di circuiti, un numero di piani, ecc., è meglio installare più pompe di capacità inferiore. Ad esempio, installare la pompa separatamente su un pavimento caldo, al secondo piano.

Velocità dell'acqua nell'impianto di riscaldamento
Velocità dell'acqua nel sistema di riscaldamento Affinché il sistema di riscaldamento dell'acqua funzioni correttamente, è necessario garantire la velocità richiesta del liquido di raffreddamento nel sistema. Se la velocità è bassa,

La velocità del movimento dell'acqua nei tubi dell'impianto di riscaldamento.

Thượng Tá Quân Đội Nhân Dân Việt Nam

Oh, e stanno prendendo in giro tuo fratello!
Cosa vuoi? Dovresti scoprire i “segreti militari” (come farlo effettivamente) o superare i corsi? Se solo uno studente del corso, allora secondo il manuale che l'insegnante ha scritto e non sa nient'altro e non vuole sapere. E se lo fai come, non lo accetterò ancora.

1. Sì minimo velocità del movimento dell'acqua. Questo è 0,2-0,3 m/s, in base alle condizioni di rimozione dell'aria.

2. Sì massimo velocità, che è limitata affinché i tubi non facciano rumore. In teoria, questo dovrebbe essere controllato mediante calcolo e alcuni programmi lo fanno. In pratica persone esperte usano le istruzioni del vecchio SNiP del 1962, dove c'era una tabella limite velocità Da lì si è diffuso in tutti i libri di consultazione. Questo è 1,5 m/s per un diametro di 40 o più, 1 m/s per un diametro di 32, 0,8 m/s per un diametro di 25. Per i diametri più piccoli c'erano altre restrizioni, ma poi non se ne preoccupavano loro.

La velocità consentita è ora nella clausola 6.4.6 (fino a 3 m/s) e nell'Appendice Z di SNiP 41-01-2003, solo i "professori associati con candidati" hanno cercato di garantire che gli studenti poveri non riuscissero a capirla. Lì è legato al livello di rumore, ai km e ad altre schifezze.

Ma accettabile è assolutamente Non ottimale. SNiP non menziona affatto l'ottimale.

3. Ma c'è ancora ottimale velocità. Non qualche 0,8-1,5, ma quello reale. O meglio, non la velocità in sé, ma il diametro ottimale del tubo (la velocità in sé non è importante), tenendo conto di tutti i fattori, compreso il consumo di metallo, la complessità dell'installazione, la configurazione e la stabilità idraulica.

Ecco le formule segrete:

0,037*G^0,49 - per autostrade prefabbricate
0,036*G^0,53 - per colonne riscaldanti
0,034*G^0,49 - per mm di ramo, fino a ridurre il carico a 1/3
0,022*G^0,49 - per i tratti terminali di un ramo con un carico di 1/3 dell'intero ramo

Qui ovunque G è la portata in t/h, e il diametro interno è ottenuto in metri, che deve essere arrotondato allo standard maggiore più vicino.

Bene e corretto i ragazzi non impostano alcuna velocità, lo fanno e basta edifici residenziali tutte le bretelle di diametro costante e tutte le linee di diametro costante. Ma è troppo presto per sapere quali sono esattamente i diametri.

La velocità del movimento dell'acqua nei tubi dell'impianto di riscaldamento
La velocità del movimento dell'acqua nei tubi dell'impianto di riscaldamento. Riscaldamento

Calcolo idraulico delle tubazioni degli impianti di riscaldamento

Come si può vedere dal titolo dell'argomento, il calcolo coinvolge parametri relativi all'idraulica, come portata del liquido di raffreddamento, portata del liquido di raffreddamento, resistenza idraulica di tubazioni e raccordi. Inoltre, esiste una relazione completa tra questi parametri.

Ad esempio, quando la velocità del liquido di raffreddamento aumenta, aumenta la resistenza idraulica della tubazione. Quando il flusso del liquido refrigerante attraverso una tubazione di un certo diametro aumenta, la velocità del liquido refrigerante aumenta e la resistenza idraulica aumenta naturalmente, mentre cambiando il diametro verso l'alto, la velocità e la resistenza idraulica diminuiscono. Analizzando queste relazioni, il calcolo idraulico si trasforma in una sorta di analisi dei parametri per garantire un funzionamento affidabile ed efficiente del sistema e ridurre i costi dei materiali.

Il sistema di riscaldamento è costituito da quattro componenti principali: tubazioni, dispositivi di riscaldamento, generatore di calore, regolazione e valvole di intercettazione. Tutti gli elementi del sistema hanno le proprie caratteristiche di resistenza idraulica e devono essere presi in considerazione nel calcolo. Tuttavia, come accennato in precedenza, le caratteristiche idrauliche non sono costanti. Produttori apparecchiature di riscaldamento e i materiali solitamente forniscono dati sulle caratteristiche idrauliche (perdita di pressione specifica) per i materiali o le apparecchiature che producono.

Nomogramma per il calcolo idraulico tubi in polipropilene fili prodotti da FIRAT (Firat)

La perdita di carico specifica (perdita di carico) della tubazione è indicata per 1 m.p. tubi.

Dopo aver analizzato il nomogramma, vedrai più chiaramente le relazioni tra i parametri precedentemente indicate.

Quindi abbiamo determinato l'essenza del calcolo idraulico.

Ora esaminiamo ciascuno dei parametri separatamente.

Flusso del liquido di raffreddamento

Il flusso del liquido di raffreddamento, per una comprensione più ampia, la quantità di liquido di raffreddamento, dipende direttamente dal carico termico che il liquido di raffreddamento deve spostare dal generatore di calore al dispositivo di riscaldamento.

Nello specifico per i calcoli idraulici è necessario determinare la portata del liquido refrigerante in una determinata area di progetto. Cos'è un'area di insediamento? Si considera che la sezione di progetto della tubazione sia una sezione di diametro costante con una portata di refrigerante costante. Ad esempio, se un ramo comprende dieci radiatori (condizionatamente ciascun dispositivo con una potenza di 1 kW) e consumo totale Il liquido di raffreddamento è progettato per trasferire energia termica pari a 10 kW da parte del liquido di raffreddamento. Quindi il primo tratto sarà il tratto dal generatore di calore al primo radiatore del ramo (purché il diametro sia costante in tutta la tratta) con una portata di liquido refrigerante per il trasferimento di 10 kW. La seconda sezione sarà posizionata tra il primo ed il secondo radiatore con una portata di trasferimento di energia termica di 9 kW e così via fino all'ultimo radiatore. Viene calcolata la resistenza idraulica sia della tubazione di mandata che di quella di ritorno.

La portata del liquido refrigerante (kg/ora) per l'area viene calcolata utilizzando la formula:

Q uch - carico termico trama W. Ad esempio, per l'esempio sopra, il carico termico della prima sezione è di 10 kW o 1000 W.

с = 4,2 kJ/(kg °С) - capacità termica specifica dell'acqua

tg— temperatura di progetto liquido di raffreddamento caldo nell'impianto di riscaldamento, °C

t o - temperatura di progetto del liquido di raffreddamento raffreddato nell'impianto di riscaldamento, °C.

Portata del liquido refrigerante.

Si consiglia che la soglia minima della velocità del refrigerante sia compresa nell'intervallo 0,2 - 0,25 m/s. A velocità inferiori inizia il processo di rilascio dell'aria in eccesso contenuta nel liquido di raffreddamento, che può portare alla formazione di inceppamenti d'aria e, di conseguenza, al guasto completo o parziale dell'impianto di riscaldamento. La soglia superiore della velocità del refrigerante è compresa tra 0,6 e 1,5 m/s. Il rispetto della soglia di velocità superiore consente di evitare il verificarsi di rumore idraulico nelle tubazioni. In pratica, l'intervallo di velocità ottimale è stato determinato tra 0,3 e 0,7 m/s.

Un intervallo più accurato della velocità consigliata del refrigerante dipende dal materiale delle tubazioni utilizzate nell'impianto di riscaldamento o, più precisamente, dal coefficiente di rugosità della superficie interna delle tubazioni. Ad esempio per tubi di acciaio filiÈ meglio attenersi a una velocità del refrigerante compresa tra 0,25 e 0,5 m/s per rame e polimeri (condutture in polipropilene, polietilene, metallo-plastica) da 0,25 a 0,7 m/s oppure utilizzare le raccomandazioni del produttore, se disponibili.

Portata del liquido refrigerante
Portata del liquido refrigerante. Calcolo idraulico delle tubazioni dell'impianto di riscaldamento Come si evince dal titolo dell'argomento, il calcolo coinvolge parametri legati all'idraulica come la portata

Velocità - movimento - refrigerante

Le velocità di movimento dei liquidi di raffreddamento nei dispositivi tecnologici forniscono solitamente un regime di flusso turbolento, in cui, come è noto, avviene un intenso scambio di quantità di moto, energia e massa tra sezioni adiacenti del flusso a causa di pulsazioni turbolente caotiche. In sostanza fisica, il trasferimento di calore turbolento è un trasferimento convettivo.

Le velocità di movimento del liquido di raffreddamento nelle tubazioni degli impianti di riscaldamento con circolazione naturale sono generalmente 0 05 - 0 2 m / se con circolazione artificiale - 0 2 - 1 0 m / s.

La velocità di movimento del liquido refrigerante influisce sulla velocità di asciugatura del mattone. Dagli studi di cui sopra ne consegue che l'accelerazione dell'essiccazione dei mattoni con un aumento della velocità di movimento del liquido di raffreddamento è più evidente quando questa velocità è superiore a 0,5 m / sec. Durante il primo periodo di essiccazione, un aumento significativo della velocità di movimento del liquido refrigerante è dannoso per la qualità del mattone se il liquido refrigerante non è sufficientemente umido.

La velocità di movimento del liquido refrigerante nei tubi degli scambiatori di calore deve essere in tutte le modalità operative almeno 0-35 m/s con refrigerante ad acqua e almeno 0-25 m/s con refrigerante non congelante.

Viene determinata la velocità di movimento del liquido di raffreddamento negli impianti di riscaldamento calcolo idraulico e considerazioni economiche.

La velocità del movimento del refrigerante, determinata dalla sezione trasversale dei canali dello scambiatore di calore, oscilla entro limiti molto ampi e non può essere accettata o stabilita senza un grande errore finché non viene decisa la questione del tipo e delle dimensioni dello scambiatore di calore.

La velocità del refrigerante w influenza notevolmente il trasferimento di calore. Maggiore è la velocità, più intenso è lo scambio termico.

La velocità di movimento del liquido refrigerante nel canale di asciugatura non deve superare i 5 - 6 m/min per evitare la formazione di una superficie irregolare dello strato di lavoro e di una struttura eccessivamente sollecitata. In pratica, la velocità del refrigerante viene scelta nell'intervallo 2 - 5 m / min.

La velocità del movimento del refrigerante negli impianti di riscaldamento dell'acqua è consentita fino a 1 - 15 m/s negli ambienti residenziali e edifici pubblici e fino a 3 m/s nelle aree di produzione.

Aumentare la velocità di movimento del liquido refrigerante è vantaggioso solo fino a un certo limite. Se questa velocità è superiore a quella ottimale, i gas non avranno il tempo di cedere tutto il loro calore al materiale ed usciranno dal tamburo con alta temperatura.

Un aumento della velocità di movimento del liquido di raffreddamento può essere ottenuto anche negli scambiatori di calore elementari (batteria), che sono una batteria di più scambiatori di calore collegati in serie tra loro.

Con un aumento della velocità di movimento dei refrigeranti, Re w / / v, coefficiente di trasferimento termico a e aumento della densità flusso di calore q aAt. Tuttavia, insieme alla velocità, anche la resistenza idraulica e il consumo energetico delle pompe che pompano il refrigerante scambiatore di calore. Esiste valore ottimale velocità, determinata confrontando l'aumento dell'intensità dello scambio termico e altro ancora crescita intensiva resistenza idraulica all'aumentare della velocità.

Per aumentare la velocità del movimento del liquido di raffreddamento nello spazio intertubo, vengono installate partizioni longitudinali e trasversali.

Grande Enciclopedia Olio e gas
Grande Enciclopedia del petrolio e del gas Velocità - movimento - refrigerante La velocità di movimento dei refrigeranti nei dispositivi tecnologici di solito garantisce un regime turbolento di movimento del flusso, con

Sistemi di riscaldamento idraulico individuali

Per poter effettuare correttamente il calcolo idraulico di un impianto di riscaldamento è necessario tenere conto di alcuni parametri funzionali dell'impianto stesso. Ciò include la velocità del liquido di raffreddamento, la sua portata, la resistenza idraulica delle valvole di intercettazione e delle tubazioni, l'inerzia e così via.

Può sembrare che questi parametri non siano in alcun modo correlati tra loro. Ma questo è un errore. La connessione tra loro è diretta, quindi è necessario fare affidamento su di loro durante l'analisi.

Facciamo un esempio di questa relazione. Se si aumenta la velocità del liquido di raffreddamento, la resistenza della tubazione aumenterà immediatamente. Se si aumenta la portata, aumenta la velocità dell'acqua calda nel sistema e, di conseguenza, la resistenza. Se si aumenta il diametro dei tubi, la velocità di movimento del liquido di raffreddamento diminuisce, il che significa che diminuisce la resistenza della tubazione.

Il sistema di riscaldamento comprende 4 componenti principali:

Caldaia.
Tubi.
Dispositivi di riscaldamento.
Valvole di intercettazione e controllo.

Ciascuno di questi componenti ha i propri parametri di resistenza. I principali produttori devono indicarli perché le caratteristiche idrauliche possono variare. Dipendono in gran parte dalla forma, dal design e persino dal materiale con cui sono realizzati i componenti sistema di riscaldamento. E queste caratteristiche sono le più importanti quando si effettua l'analisi del riscaldamento idraulico.

Quali sono le caratteristiche idrauliche? Queste sono perdite di carico specifiche. Cioè in ogni tipo di elemento riscaldante, sia esso un tubo, una valvola, una caldaia o un radiatore, è sempre presente una resistenza proveniente dalla struttura dell'apparecchio o dalle pareti. Pertanto, attraversandoli, il liquido di raffreddamento perde pressione e, di conseguenza, velocità.

Flusso del liquido di raffreddamento

Per mostrare come vengono eseguiti i calcoli del riscaldamento idraulico, prendiamo come esempio un semplice schema di riscaldamento, che comprende una caldaia per il riscaldamento e radiatori per il riscaldamento con consumo di calore in kilowatt. E ci sono 10 di questi radiatori nel sistema.

Qui è importante dividere correttamente l'intero schema in sezioni e allo stesso tempo rispettare rigorosamente una regola: il diametro dei tubi in ciascuna sezione non deve cambiare.

Quindi, la prima sezione è la tubazione dalla caldaia al primo dispositivo di riscaldamento. La seconda sezione è la tubazione tra il primo e il secondo radiatore. E così via.

Come avviene il trasferimento di calore e come diminuisce la temperatura del liquido di raffreddamento? Entrando nel primo radiatore, il liquido di raffreddamento emette parte del calore, che viene ridotto di 1 kilowatt. È nella prima sezione che vengono effettuati i calcoli idraulici a 10 kilowatt. Ma nella seconda sezione è già sotto 9. E così via con una diminuzione.

Si tenga presente che questa analisi viene eseguita separatamente per i circuiti di mandata e di ritorno.

Esiste una formula con la quale è possibile calcolare il flusso del liquido di raffreddamento:

Sol = (3,6 x Qch) / (c x (tr-to))

Qch è il carico termico calcolato dell'area. Nel nostro esempio per la prima sezione sono 10 kW, per la seconda 9.

c è il calore specifico dell'acqua, l'indicatore è costante e pari a 4,2 kJ/kg x C;

tr è la temperatura del liquido di raffreddamento all'ingresso del sito;

to è la temperatura del liquido refrigerante all'uscita dal sito.

Velocità del liquido di raffreddamento

Calcolo schematico

All'interno dell'impianto di riscaldamento esiste una velocità minima dell'acqua calda alla quale funziona il riscaldamento stesso modalità ottimale. Questo è 0,2-0,25 m/s. Se diminuisce, l'aria inizia a fuoriuscire dall'acqua, il che porta alla formazione di inceppamenti d'aria. Conseguenze: il riscaldamento non funzionerà e la caldaia bollirà.

Questa è la soglia inferiore e, come per il livello superiore, non deve superare 1,5 m/s. Il superamento minaccia la comparsa di rumore all'interno della pipeline. L'indicatore più accettabile è 0,3-0,7 m/s.

Se devi calcolare con precisione la velocità del movimento dell'acqua, dovrai tenere conto dei parametri del materiale con cui sono realizzati i tubi. Soprattutto in questo caso si tiene conto della rugosità delle superfici interne dei tubi. Ad esempio, attraverso tubi di acciaio acqua calda si muove ad una velocità di 0,25-0,5 m/s, su rame 0,25-0,7 m/s, su plastica 0,3-0,7 m/s.

Selezione del contorno principale

La freccia idraulica separa i circuiti della caldaia e del riscaldamento

Qui è necessario considerare separatamente due schemi: un tubo e due tubi. Nel primo caso il calcolo va effettuato attraverso il montante più carico, dove è installato un gran numero di dispositivi di riscaldamento e valvole di intercettazione.

Nel secondo caso viene selezionato il circuito più trafficato. È su questa base che va effettuato il calcolo. Tutti gli altri circuiti avranno una resistenza idraulica molto inferiore.

Nel caso in cui si consideri il disaccoppiamento orizzontale delle tubazioni, viene selezionato l'anello più trafficato del piano inferiore. Il carico si riferisce al carico termico.

Conclusione

Riscaldamento in casa

Quindi, riassumiamo. Come puoi vedere, per fare un'analisi idraulica dell'impianto di riscaldamento di una casa è necessario tenere conto di molti fattori. L'esempio è stato volutamente semplice, poiché è molto difficile capire, ad esempio, un sistema di riscaldamento a due tubi per una casa a tre o più piani. Per effettuare tale analisi, dovrai contattare un ufficio specializzato, dove i professionisti risolveranno tutto "fino all'osso".

Sarà necessario tenere conto non solo degli indicatori di cui sopra. Ciò dovrà includere la perdita di pressione, la riduzione della temperatura, la potenza della pompa di circolazione, la modalità operativa del sistema e così via. Esistono molti indicatori, ma sono tutti presenti nei GOST e uno specialista capirà rapidamente cosa è cosa.

L'unico dato da fornire per il calcolo è la potenza della caldaia di riscaldamento, il diametro delle tubazioni, la presenza e la quantità delle valvole di intercettazione e la potenza della pompa.

Calcolo idraulico delle tubazioni degli impianti di riscaldamento

L'impianto di riscaldamento è costituito da quattro componenti principali: tubazioni, dispositivi di riscaldamento, generatore di calore, valvole di controllo e di intercettazione. Tutti gli elementi del sistema hanno le proprie caratteristiche di resistenza idraulica e devono essere presi in considerazione nel calcolo. Tuttavia, come accennato in precedenza, le caratteristiche idrauliche non sono costanti. I produttori di apparecchiature e materiali per il riscaldamento solitamente forniscono dati sulle caratteristiche idrauliche (perdita di pressione specifica) per i materiali o le apparecchiature che producono.

Per esempio:

Nomogramma per il calcolo idraulico delle tubazioni in polipropilene prodotte da FIRAT (Firat)

La perdita di carico specifica (perdita di carico) della tubazione è indicata per 1 m.p. tubi.

Dopo aver analizzato il nomogramma, vedrai più chiaramente le relazioni tra i parametri precedentemente indicate.

Quindi abbiamo determinato l'essenza del calcolo idraulico.

Ora esaminiamo ciascuno dei parametri separatamente.

Flusso del liquido di raffreddamento

Nello specifico per i calcoli idraulici è necessario determinare la portata del liquido refrigerante in una determinata area di progetto. Cos'è un'area di insediamento? Si considera che la sezione di progetto della tubazione sia una sezione di diametro costante con una portata di refrigerante costante. Ad esempio, se un ramo comprende dieci radiatori (condizionatamente, ciascun dispositivo ha una potenza di 1 kW) e la portata totale del liquido di raffreddamento è progettata per trasferire energia termica pari a 10 kW tramite il liquido di raffreddamento. Quindi il primo tratto sarà il tratto dal generatore di calore al primo radiatore del ramo (purché il diametro sia costante in tutto il tratto) con una portata di liquido refrigerante per il trasferimento di 10 kW. La seconda sezione sarà posizionata tra il primo ed il secondo radiatore con una portata di trasferimento di energia termica di 9 kW e così via fino all'ultimo radiatore. Viene calcolata la resistenza idraulica sia della tubazione di mandata che di quella di ritorno.

La portata del liquido refrigerante (kg/ora) per l'area viene calcolata utilizzando la formula:

G uch = (3,6 * Q uch) / (s * (t g - t o)) kg/h

Q uch - carico termico dell'area W. Ad esempio, per l'esempio sopra, il carico termico della prima sezione è di 10 kW o 1000 W.

с = 4,2 kJ/(kg °С) - capacità termica specifica dell'acqua

t g - temperatura di progetto del liquido di raffreddamento caldo nell'impianto di riscaldamento, °C

t o - temperatura di progetto del liquido di raffreddamento raffreddato nell'impianto di riscaldamento, °C.

Portata del liquido refrigerante.

Si consiglia che la soglia minima per la velocità del refrigerante sia compresa nell'intervallo 0,2 - 0,25 m/s. A velocità inferiori inizia il processo di rilascio dell'aria in eccesso contenuta nel liquido di raffreddamento, che può portare alla formazione di inceppamenti d'aria e, di conseguenza, al guasto completo o parziale dell'impianto di riscaldamento. La soglia superiore della velocità del refrigerante è compresa tra 0,6 e 1,5 m/s. Il rispetto della soglia di velocità superiore consente di evitare il verificarsi di rumore idraulico nelle tubazioni. In pratica, l'intervallo di velocità ottimale è stato determinato tra 0,3 e 0,7 m/s.

Un intervallo più accurato della velocità consigliata del refrigerante dipende dal materiale delle tubazioni utilizzate nell'impianto di riscaldamento o, più precisamente, dal coefficiente di rugosità della superficie interna delle tubazioni. Ad esempio, per le tubazioni in acciaio è meglio attenersi a una velocità del refrigerante compresa tra 0,25 e 0,5 m/s; per quelle in rame e polimero (polipropilene, polietilene, tubazioni metallo-plastiche) da 0,25 a 0,7 m/s, oppure utilizzare le raccomandazioni del produttore. , se disponibile.

Il calcolo verrà considerato su impianti con ventilazione forzata. In tali sistemi, il movimento del liquido di raffreddamento è assicurato da una pompa di circolazione costantemente funzionante. Quando si sceglie il diametro dei tubi, si tiene conto del fatto che il loro compito principale è garantire la fornitura della quantità di calore richiesta ai dispositivi di riscaldamento.

Dati: come calcolare il diametro di un tubo di riscaldamento

Per calcolare il diametro della tubazione, avrete bisogno dei seguenti dati: questa è la perdita di calore totale della casa, la lunghezza della tubazione e il calcolo della potenza dei radiatori in ogni stanza, nonché il metodo di cablaggio . L'uscita può essere monotubo, bitubo, con ventilazione forzata o naturale.

Prestare attenzione anche alle marcature sui tubi in rame e polipropilene di diametro esterno. Quello interno si calcola sottraendo lo spessore della parete. Per tubi in metallo-plastica e acciaio, la dimensione interna è indicata durante la marcatura.

Sfortunatamente, è impossibile calcolare con precisione la sezione trasversale del tubo. In un modo o nell'altro, dovrai scegliere tra un paio di opzioni. Vale la pena chiarire questo punto: è necessario fornire una certa quantità di calore ai radiatori, ottenendo allo stesso tempo un riscaldamento uniforme delle batterie. Se parliamo di sistemi con ventilazione forzata, ciò avviene utilizzando tubi, una pompa e il liquido di raffreddamento stesso. Tutto ciò che serve è far circolare la quantità necessaria di liquido refrigerante per un certo periodo di tempo.

Si scopre che è possibile scegliere tubi di diametro inferiore e fornire il liquido di raffreddamento a una velocità maggiore. Puoi anche fare una scelta a favore di tubi di sezione maggiore, ma ridurre l'intensità dell'alimentazione del refrigerante. È preferibile la prima opzione.

Selezione della velocità dell'acqua nell'impianto di riscaldamento

L'elevata velocità dell'acqua e tubi di diametro inferiore sono la scelta più comune. Se aumenti il diametro del tubo, la velocità di movimento diminuirà. Ma quest’ultima opzione non è così comune; ridurre il movimento non è molto vantaggioso.

Perché ad alta velocità e un diametro del tubo più piccolo è più redditizio:

I prodotti di diametro inferiore costano meno;
È più facile lavorare a casa con tubi di diametro inferiore;
Se la guarnizione è aperta, non attirano così tanto l'attenzione e se l'installazione avviene nelle pareti o nel pavimento, saranno necessarie scanalature più piccole;
Un diametro ridotto fornisce meno refrigerante nel tubo e questo, a sua volta, riduce l'inerzia del sistema, con conseguente risparmio di carburante.

Sono state sviluppate tabelle speciali per determinare la dimensione dei tubi per una casa. Tale tabella tiene conto della quantità di calore richiesta, nonché della velocità di movimento del liquido di raffreddamento, nonché degli indicatori di temperatura del sistema. Risulta effettuare la selezione dei tubi la sezione richiesta, viene trovata la tabella richiesta e da essa viene selezionato il diametro. Oggi potrebbe esserci un programma online adatto che sostituisce la tabella.

Schema elettrico dell'impianto di riscaldamento e diametro del tubo di riscaldamento

Viene sempre preso in considerazione lo schema elettrico del riscaldamento. Può essere bitubo verticale, bitubo orizzontale e monotubo. Un sistema a due tubi prevede il posizionamento delle linee sia superiore che inferiore. Ma il sistema monotubo tiene conto dell'utilizzo economico della lunghezza delle linee ed è adatto al riscaldamento a circolazione naturale. Quindi il sistema a due tubi richiederà l'inclusione obbligatoria di una pompa nel circuito.

Esistono tre tipi di cablaggio orizzontale:

Senza uscita;
Trave o collettore;
Con movimento parallelo dell'acqua.

A proposito, nello schema di un sistema monotubo potrebbe esserci anche un cosiddetto tubo di bypass. Diventerà una linea aggiuntiva per la circolazione del fluido se uno o più radiatori vengono spenti. Solitamente su ogni radiatore sono installate valvole di intercettazione che consentono di chiudere l'alimentazione idrica se necessario.

Quali potrebbero essere le conseguenze: restringimento del diametro del tubo di riscaldamento

Restringere il diametro del tubo è estremamente indesiderabile. Quando si effettua il cablaggio in casa, si consiglia di utilizzare la stessa dimensione standard: non è necessario aumentarla o diminuirla. L'unica eccezione possibile sarebbe una grande lunghezza del circuito di circolazione. Ma anche in questo caso bisogna fare attenzione.

Ma perché le dimensioni si riducono quando si sostituisce un tubo in acciaio con uno in plastica? Qui tutto è semplice: a parità di diametro interno, il diametro esterno dei tubi di plastica stessi è maggiore. Ciò significa che i fori nelle pareti e nei soffitti dovranno essere ampliati e, sul serio, da 25 a 32 mm. Ma per questo avrai bisogno di uno strumento speciale. Pertanto, è più facile far passare tubi più sottili in questi fori.

Ma in questa stessa situazione, si scopre che i residenti che hanno effettuato tale sostituzione dei tubi hanno automaticamente "rubato" circa il 40% del calore e dell'acqua che passano attraverso i tubi ai loro vicini in questo montante. Pertanto, vale la pena comprendere che lo spessore dei tubi sostituiti arbitrariamente in un sistema di riscaldamento non è una questione di decisione privata; Se i tubi di acciaio vengono sostituiti con quelli di plastica, non importa come li guardi, dovrai allargare i fori nei soffitti.

Esiste una tale opzione in questa situazione. Quando si sostituiscono i montanti, è possibile inserire nuovi pezzi di tubi d'acciaio dello stesso diametro nei vecchi fori; la loro lunghezza sarà di 50-60 cm (questo dipende da un parametro come lo spessore del soffitto). E poi sono collegati tramite accoppiamenti tubi di plastica. Questa opzione è abbastanza accettabile.

Calcolo corretto del diametro del tubo per il riscaldamento (video)

Se non sei competente nel calcolare il diametro dei tubi, nelle linee di ritorno, negli schemi e nella scelta del liquido di raffreddamento, è meglio chiamare specialisti e chiedere loro di commentare il loro lavoro.

Rivista "Heat Supply News" n. 1, 2005, www.ntsn.ru

Dottorato di ricerca D.O. Samarin, professore associato, Università statale di ingegneria civile di Mosca

Le proposte attualmente esistenti riguardanti la velocità ottimale del movimento dell'acqua nelle tubazioni dei sistemi di riscaldamento (fino a 3 m/s) e le perdite di carico specifiche ammissibili R (fino a 80 Pa/m) si basano principalmente su calcoli tecnici ed economici. Tengono conto che all'aumentare della velocità diminuiscono le sezioni trasversali delle tubazioni e diminuisce il volume dell'isolamento termico, ad es. si riducono gli investimenti di capitale nella costruzione della rete, ma allo stesso tempo aumentano i costi operativi per il pompaggio dell'acqua a causa dell'aumento della resistenza idraulica, e viceversa. Quindi la velocità ottimale corrisponde ai costi minimi ridotti per il periodo di ammortamento stimato del sistema.

Tuttavia, in un'economia di mercato, è imperativo tenere conto dell'attualizzazione dei costi operativi E (rub./anno) e dei costi di capitale K (rub.). In questo caso, la formula per il calcolo dei costi totali attualizzati (CDC), quando si utilizzano fondi presi in prestito, assume la seguente forma:

IN in questo caso- fattori di sconto per i costi di capitale e operativi, calcolati in base al periodo di ammortamento stimato T (anni), e al tasso di sconto p. Quest’ultimo tiene conto del livello di inflazione e dei rischi di investimento, cioè, in ultima analisi, del grado di instabilità dell’economia e della natura dei cambiamenti nelle tariffe attuali, ed è solitamente determinato mediante il metodo delle valutazioni degli esperti. In prima approssimazione, il valore di p corrisponde al tasso di interesse annuo di un prestito bancario. In pratica, può essere prelevato per l'importo del tasso di rifinanziamento della Banca Centrale della Federazione Russa. A partire dal 15 gennaio 2004 è pari al 14% annuo.

Inoltre, non è noto in anticipo se la SDZ minima, tenendo conto dell’attualizzazione, corrisponderà allo stesso livello di velocità dell’acqua e perdite specifiche raccomandati in letteratura. Pertanto è consigliabile effettuare nuovi calcoli utilizzando l'attuale fascia di prezzo per condutture, isolamento termico ed elettricità. In questo caso, se assumiamo che le tubazioni operino in condizioni di resistenza quadratica e calcoliamo la perdita di carico specifica utilizzando le formule fornite in letteratura, si può ottenere la seguente formula per la velocità ottimale del movimento dell'acqua:

Qui Kti è il coefficiente di aumento del costo delle condotte dovuto alla presenza di isolamento termico. Quando si utilizzano materiali domestici come stuoie di lana minerale, si può prendere Kti = 1,3. Il parametro C D è il costo specifico di un metro di tubazione (RUB/m 2) diviso per il diametro interno D (m). Poiché i listini prezzi di solito indicano il prezzo in rubli per tonnellata di metallo C m, è necessario ricalcolare utilizzando la relazione ovvia, dove è lo spessore della parete della tubazione (mm), = 7,8 t/m 3 è la densità del materiale della tubazione . Il valore di C el corrisponde alla tariffa elettrica. Secondo Mosenergo OJSC per la prima metà del 2004 per i consumatori di servizi C el = 1.1723 rub./kWh.

La formula (2) si ottiene dalla condizione d(SDZ)/dv=0. La determinazione dei costi operativi è stata effettuata tenendo conto del fatto che la rugosità equivalente delle pareti della tubazione è di 0,5 mm e l'efficienza pompe di reteè circa 0,8. La densità dell'acqua p w è stata considerata pari a 920 kg/m 3 per l'escursione termica caratteristica della rete di riscaldamento. Inoltre, si è ipotizzato che la circolazione nella rete avvenga tutto l'anno, il che è abbastanza giustificato in base alle esigenze di fornitura di acqua calda.

L'analisi della formula (1) mostra che per lunghi periodi di ammortamento T (10 anni e oltre), caratteristici delle reti di riscaldamento, il rapporto dei fattori di sconto è quasi uguale al suo valore minimo massimo p/100. In questo caso, l’espressione (2) fornisce la velocità dell’acqua più bassa economicamente fattibile, corrispondente alla condizione in cui l’interesse annuale sul prestito preso per la costruzione è uguale al profitto annuale derivante dalla riduzione dei costi operativi, vale a dire con un periodo di rimborso infinito. In un tempo finito, la velocità ottimale sarà più alta. Ma in ogni caso questa velocità supererà quella calcolata senza sconti, poiché allora, come è facile vedere, e nelle condizioni moderne risulta ancora essere 1/T< р/100.

I valori della velocità ottimale dell'acqua e le corrispondenti perdite di carico specifiche appropriate, calcolati dall'espressione (2) al livello medio di CD e il rapporto limite, sono mostrati in Fig. 1. Va tenuto presente che la formula (2) comprende il valore D, che non è noto a priori, quindi è consigliabile impostare prima il valore della velocità media (circa 1,5 m/s), determinare il diametro in base alla portata d'acqua data G (kg/h), quindi calcolare la velocità effettiva e la velocità ottimale in base (2) e controlla se v f è maggiore di v opt. Altrimenti è necessario ridurre il diametro e ripetere il calcolo. È anche possibile ottenere direttamente la relazione tra G e D. Per il livello medio C D è mostrato in Fig. 2.

Pertanto, la velocità dell'acqua economicamente ottimale nelle reti di riscaldamento, calcolata per le condizioni di una moderna economia di mercato, in linea di principio non supera i limiti raccomandati in letteratura. Tuttavia, questa velocità dipende meno dal diametro rispetto al rispetto delle condizioni per le perdite specifiche ammissibili e per diametri piccoli e medi sono appropriati valori R aumentati fino a 300 - 400 Pa/m. Pertanto è preferibile ridurre ulteriormente gli investimenti di capitale (in

in questo caso - per ridurre le sezioni trasversali e aumentare la velocità), e in misura maggiore, maggiore è il tasso di sconto. Pertanto, in molti casi, in pratica, il desiderio di ridurre i costi una tantum durante l'installazione sistemi di ingegneria riceve una giustificazione teorica.

Letteratura

1. AA Ionin et al. Libro di testo per le università. - M.: Stroyizdat, 1982, 336 p.

2. VG Gagarin. Un criterio per il recupero dei costi per l’incremento della protezione termica degli involucri edilizi in diversi Paesi. Sab. rapporto conf. NIISF, 2001, pag. 43 - 63.