Ao projetar um sistema de aquecimento, é muito importante não apenas escolher o material do tubo (aço, cobre, metal-plástico, polipropileno, etc.), mas também calcular o diâmetro do tubo necessário para o aquecimento. Este parâmetro determina a vazão do tubo, mostra quanto refrigerante pode ser transportado por ele por unidade de tempo. E isso, por sua vez, afeta a “ramificação” e o comprimento da tubulação, bem como o número de radiadores de aquecimento que podem ser conectados ao sistema. Além disso, conhecendo o diâmetro dos tubos, você pode prever a perda de calor no sistema.
Diâmetro do tubo e seu efeito na eficiência do sistema de aquecimento
O sistema de aquecimento funciona de forma eficaz apenas quando o projeto da tubulação é feito corretamente. Na fase de planejamento, é importante calcular as prováveis perdas de calor e tentar reduzi-las ao máximo. Caso contrário, apesar do impressionante consumo de energia, o sistema de aquecimento não cumprirá totalmente suas tarefas.
Ao comprar tubos para tubos, é necessário levar em consideração não apenas as características físicas e químicas do material, mas também qual será o comprimento e o diâmetro do seu duto. Essa abordagem criará um sistema de aquecimento econômico com alta eficiência.
A seção transversal dos tubos afeta a hidrodinâmica da tubulação, portanto, a escolha do diâmetro dos tubos para aquecimento não pode ser realizada sem pensar.
Muitas pessoas pensam que, com o aumento do diâmetro dos tubos de aquecimento, a eficiência do próprio sistema aumenta. Mas esta afirmação está errada. Com um diâmetro excessivamente grande, a pressão no sistema de aquecimento diminui, atingindo valores mínimos, o que leva à falta de aquecimento na casa.
Como escolher um diâmetro de tubo se você planeja instalar um oleoduto em uma casa particular? Em primeiro lugar, concentre-se em como o refrigerante será fornecido ao seu sistema de aquecimento. Se você estiver conectado a uma rodovia centralizada, o cálculo será realizado da mesma maneira que ao conduzir o calor em um apartamento.
Mas se sua casa estiver equipada com um sistema de aquecimento autônomo, o diâmetro dependerá do material do tubo e do esquema de aquecimento. Por exemplo, para uma rede com circulação natural do refrigerante, serão necessários tubos de um diâmetro e, quando uma bomba for adicionada ao sistema, outra.
Nuances ao escolher o diâmetro dos tubos do sistema de aquecimento
Descrição dos diâmetros dos tubos
Ao escolher o diâmetro dos tubos de aquecimento, costuma-se focar nas seguintes características:
- diâmetro interno - o principal parâmetro que determina o tamanho dos produtos;
- diâmetro externo - dependendo deste indicador, os tubos são classificados:
- pequeno diâmetro - de 5 a 102 mm;
- médio - de 102 a 406 mm;
- grande - mais de 406 mm.
- diâmetro condicional - o valor do diâmetro, arredondado para números inteiros e expresso em polegadas (por exemplo, 1 ″, 2 ″, etc.), às vezes em frações de polegada (por exemplo, 3/4 ″).
Diâmetro grande ou pequeno
Se você estiver interessado em como calcular o diâmetro de um tubo de aquecimento, preste atenção às nossas recomendações. As seções externa e interna do tubo serão diferentes em uma quantidade igual à espessura da parede deste tubo. Além disso, a espessura varia de acordo com o material de fabricação dos produtos.
Os profissionais acreditam que, ao instalar um sistema de aquecimento forçado, o diâmetro dos tubos deve ser o menor possível. E isso não é por acaso:
- quanto menor o diâmetro dos tubos de plástico para o sistema de aquecimento, menor a quantidade de refrigerante que precisa ser aquecida (economizando tempo de aquecimento e dinheiro para transportadores de energia);
- com uma diminuição na seção transversal dos tubos, a velocidade do movimento da água no sistema diminui;
- tubos de pequeno diâmetro são mais fáceis de instalar;
- tubulações de tubos de pequeno diâmetro são mais econômicas.
No entanto, isso não significa que, ao contrário do projeto do sistema de aquecimento, seja necessário adquirir tubos com diâmetro menor que o obtido no cálculo. Se os tubos forem muito pequenos, isso tornará o sistema barulhento e ineficiente.
Existem valores específicos que descrevem a velocidade ideal do refrigerante no sistema de aquecimento - este é um intervalo de 0,3 a 0,7 m / s. Aconselhamo-lo a procurá-los.
Cálculo do diâmetro dos tubos de aquecimento
Para entender como trabalhar com uma tabela de diâmetros e como escolher um diâmetro de tubo ao instalar uma tubulação de aquecimento, considere um cálculo típico para uma sala de 20 m 2:
- Primeiro, descobrimos quanta energia térmica é necessária para aquecer um determinado cômodo da casa. Por cada 10 m 2 de área (desde que as paredes sejam isoladas e a altura do tecto não seja superior a 3 m), é necessário 1 kW de potência térmica.
- No nosso caso, são 20 m 2, portanto, 2 kW.
- Adicionamos uma margem de 20%, acabamos com 2,4 kW. Isso significa que, para criar condições de temperatura confortáveis em tal sala, é necessário fornecer aquecimento com uma potência de 2,4 kW. Você pode realizar os cálculos descritos usando
- De acordo com a tabela de diâmetros internos do tubo, encontramos o valor de potência de 2,4 kW (2400 W), depois observamos o valor superior do fluxo de calor. A zona destacada em azul representa a taxa de fluxo de fluido ideal no sistema de aquecimento, mencionada anteriormente em nosso artigo. Deve-se notar que a tabela apresentada mostra os valores de todos os parâmetros para um sistema de aquecimento de dois tubos, levando em consideração a diferença de temperaturas do fluido na entrada da tubulação e na saída.
Então, vamos resumir o trabalho com a tabela. Para aquecer uma sala de 20 m 2, é adequado um tubo com seção transversal de 8 mm. Nesse caso, a velocidade do refrigerante será de 0,6 m/s, sua vazão será de 105 kg/h e a potência térmica será de 2453 W. É permitido o uso de tubos de 10 mm, então a velocidade de movimento será igual a 0,4 m / s, a vazão será de 110 kg / h e o fluxo de calor será de 2555 W.
A abundância de vários materiais e sistemas que existem atualmente no mercado de tubos não é fácil de entender, mesmo para um especialista. Uma questão particularmente difícil e responsável é a escolha de tubos para aquecimento. Afinal, um cálculo incorreto levará a uma sobrecarga do transportador de energia ou a um frio na casa.
Um acidente no sistema de aquecimento pode levar a consequências ainda piores. Como não cometer um erro ao projetar seu sistema - mais adiante no artigo.
Critérios de escolha
De fato, o processo de escolha de um tipo e tipo específico de tubos pode ser dividido em duas partes equivalentes: quais tubos escolher para aquecimento de acordo com o material e, em seguida, quais diâmetros serão necessários. Em princípio, este problema pode ser resolvido de ambas as extremidades. O diâmetro necessário depende do rendimento do tubo e do diagrama de fiação, mas tubos de diferentes diâmetros do mesmo material e especialmente acessórios para eles podem variar significativamente de preço.
Portanto, o futuro proprietário deve decidir o que é de suma importância para ele: o preço final do sistema ou os requisitos para o tamanho dos tubos.
Mercado de materiais
Todos os sistemas de tubulação existentes podem ser divididos em dois grandes grupos:
metal
- "Metal preto
- Aço inoxidável
- Cobre, latão, bronze
O aço galvanizado é usado com muito menos frequência, em casos isolados - titânio, alumínio, outros metais e ligas não ferrosos.
Polímero
- Polipropileno
- Polietileno
- metal-plástico
Ao mesmo tempo, no grupo de polímeros, de fato, a estrutura é muito mais complicada do que essa simples classificação. De fato, além do fato de cada material ter várias modificações, ele também pode ter várias camadas.
Pois isso fica claro pelo nome, mas aqui nem tudo é tão simples. Este é um material de três camadas de folha de alumínio ensanduichado entre duas camadas de polímero.
O material em si é polietileno reticulado (PEX) ou polipropileno (PP), mas em cada um desses casos ainda existem várias variedades, dependendo do método de fabricação do plástico e de sua classe.
Vantagens e desvantagens
Nenhum dos materiais é perfeito e tem suas desvantagens. No entanto, também existem esses materiais na lista, cujas propriedades os forçam a deixar o mercado. O PVC praticamente não é usado para aquecimento devido ao baixo limite de temperatura de operação.
Não muito longe dele, pelo mesmo motivo, polipropileno. Os candidatos reais para quais tubos escolher para aquecimento são:
metal-plástico
Este é um material com características de alto desempenho (se tiver a qualidade adequada). Tem quase a menor resistência ao fluxo de água. É fácil de instalar e suporta temperaturas de 90 a 100 e em saltos de curto prazo - 110 a 130 ° C, que são quase irreais em sistemas de aquecimento individuais.
Um benefício adicional é a sua flexibilidade. Além do fato de poder ser escondido nas paredes ou atrás de móveis, permite colocar longas seções sem costura de forma arbitrária, com qualquer curva. Nenhum dos outros materiais pode se gabar disso.
Polietileno
Faz parte de tubos de metal-plástico, mas na ausência de uma camada de alumínio perde uma qualidade importante - estabilidade térmica.
Como resultado, quando aquecido, o tubo se estica e, portanto, requer fixadores adicionais e em seções longas - loops de compensação que assumem a curvatura do tubo quando é puxado para fora do efeito da temperatura. Caso contrário, os tubos são aproximadamente semelhantes ao metal-plástico.
Informação importante!
Antes de decidir qual tubo escolher para aquecimento, você deve considerar: nem todo polietileno é adequado para esse fim.
Deve ter uma camada especial anti-difusão que impeça a aspiração do ar atmosférico.
Caso contrário, o ar se acumulará no sistema, criando ruído, prejudicando sua eficiência e, às vezes, seu desempenho.
Qualquer tipo de plástico também tem outra vantagem: são bons isolantes acústicos, por isso quase nunca fazem barulho.
Cobre
- uma excelente solução, eles não são inferiores ao metal-plástico, e até o superam em muitos aspectos, e é o cobre, ao decidir quais tubos escolher para aquecimento, deve vir primeiro - especialmente em termos de durabilidade (até 100 anos ).
No entanto, as desvantagens comparativas incluem sua alta condutividade térmica (embora, por exemplo, para um piso “quente” isso seja até uma vantagem) e, o mais importante, um preço alto.
Aço inoxidável
Um material um tanto exótico que os amantes de exóticos "cromados" preferem. É um pouco mais barato que o cobre, mas não tem sua flexibilidade e condutividade térmica.
A instalação de sistemas de aço inoxidável tem características próprias e é um pouco mais complicada em comparação com outros materiais.
Informação importante!
Ao instalar sistemas de piso "quentes", quanto aos tubos para aquecimento, a escolha é muito ruim. Deve atender a dois requisitos: ou não deve ter costuras na parte concretada, ou tais costuras devem ser conectadas por encaixes de pressão.
Estas condições correspondem apenas ao cobre e metal-plástico. Existem também conexões de pressão para aço inoxidável, mas considerando quantas delas são necessárias para colocar todos os ziguezagues do sistema, até o cobre custará várias vezes menos.
pergunta instrumental
Se você montar o sistema com as próprias mãos, a ferramenta necessária pode desempenhar um papel importante na questão de qual tubo de aquecimento escolher. De fato, quase cada tipo de tubo requer equipamentos específicos para instalação e, ao mesmo tempo, é muito caro.
Ao mesmo tempo, mesmo que existam prensas de qualquer fabricante, não é fato que uma prensa de outra empresa permitirá que elas sejam prensadas com alta qualidade. O mesmo se aplica às máquinas de solda para polietileno. E isso significa que, talvez, não seja possível alugar equipamentos.
Isso requer habilidades muito específicas e um conhecimento claro da tecnologia de trabalho, portanto, os especialistas não recomendam assumir essa operação sem as qualificações adequadas.
Existem algumas nuances na soldagem de polietileno. Todos esses pontos também devem ser considerados e levados em consideração antes de finalmente escolher os tubos para aquecimento. Nesse sentido, o sistema mais democrático é a conexão em anéis divididos, também chamado de “O-ring”.
Não requer ferramentas, exceto um par de chaves, de preferência ajustáveis, e todas as habilidades necessárias - a capacidade de girar porcas. No entanto, de todos os tipos de conexões entre encanadores, é considerado o menos confiável. Embora sua vantagem indiscutível é que pode ser considerado desmontável condicionalmente.
Cálculo de engenharia térmica
Se a questão de quais tubos para aquecimento escolher já foi resolvida em termos de material, é a vez de calcular seu tamanho.
É baseado nos seguintes parâmetros:
- Diagrama de fiação selecionado
- Coeficiente de resistência do tubo ao fluxo de refrigerante
- Diâmetro interno do tubo
- A velocidade de movimento da água no sistema
- Refrigeração a água estimada em radiadores
- Diâmetros de entrada e saída da caldeira (são sempre os mesmos)
- A quantidade de calor necessária para transferir
Informação importante!
O cálculo de engenharia térmica é um problema de engenharia complexo. Em casos de sistemas complexos, com muitos radiadores ou sistemas mistos de piso radiante e radiador, é melhor encomendar um projeto a um especialista, ele também lhe dirá como escolher tubos para aquecimento.
Caso contrário, será necessário muito esforço e meios para corrigir os erros.
Da lista acima, os seguintes indicadores são normativos:
- V - A velocidade de circulação da água no sistema - não deve ultrapassar 1,5 m/s
- T - Resfriamento estimado da água (diferença na saída da caldeira e ao retornar a ela) - 15-20 ° C
- Coeficiente de resistência - dado pelo fabricante
- Diâmetro de entrada-saída da caldeira - especificação de fábrica
- Q- A quantidade de calor necessária é a capacidade total dos radiadores ou do sistema de piso radiante
- Consumo de água C = 0,86.Q/T
No entanto, os dados que podem ser obtidos dessa forma ainda são aproximados, e seu ajuste depende de muitos fatores.
Além disso, o sistema é projetado da seguinte forma: a entrada-saída da caldeira é tomada como ponto de partida, o diâmetro do tubo de aquecimento é baseado na regra de que não pode ser maior que o parâmetro da caldeira correspondente.
A seção inicial, com pelo menos um metro e meio de comprimento da saída, mesmo em sistemas poliméricos, é feita de metal, e continua com o diâmetro adequado até o primeiro ramal da tubulação.
Informação importante!
Em sistemas de aquecimento, todos os diâmetros são considerados internos, por exemplo, um tubo de metal-plástico f16 mm tem um diâmetro interno de 12 mm.
Portanto, os diâmetros externos dos tubos de metal e polímero certamente não combinam!
Em seguida vem a fiação das ramificações da tubulação. Aqui, a escolha do diâmetro do tubo para aquecimento depende do seu comprimento, mas, via de regra, cada ramal seguinte é um passo menor que o anterior: se um tubo central com diâmetro interno de 24 mm sair do caldeira e, em seguida, é dividido em dois ramos servindo diferentes grupos de radiadores, então o diâmetro desses ramos será de 18 mm.
Eles correm com este diâmetro ao longo de todos os dispositivos, onde cada um deles possui uma conexão de 12 mm. No último dispositivo, o ramal também termina com um tubo de Ø12 mm. Se houver muitos dispositivos, eles serão divididos em um número maior de ramificações conectadas ao tubo central. De acordo com o mesmo esquema, é realizada a conexão da tubulação de água gelada, mas já na entrada da caldeira.
Em geral, o cálculo da engenharia térmica é um dos mais difíceis na construção, e nem todo especialista certificado pode realizá-lo qualitativamente. Portanto, é melhor para o morador limitar a escolha de tubos para aquecimento ao material preferido. No entanto, se você tiver tempo e vontade, sempre poderá encontrar as fórmulas necessárias e tentar entender os meandros da engenharia de calor por conta própria.
Tubo de polipropileno para aquecimento.
Um dos pontos principais no projeto de um sistema de fornecimento de calor é a determinação do diâmetro dos tubos para aquecimento. A eficiência dos elementos de aquecimento depende em grande parte do cálculo correto. Se a seção da rede for inferior à ideal, a casa ficará fria. Um diâmetro muito grande aumenta o consumo de energia, reduzindo a eficiência do uso de equipamentos de aquecimento.
Justificativa da necessidade de cálculo
Ao elaborar um esquema de fornecimento de calor, os engenheiros estabelecem duas tarefas principais:
- evitar perda de calor
- reduzir o consumo de energia
Circuitos de aquecimento mal projetados levam a um consumo excessivo de combustível. Ao mesmo tempo, nem sempre é possível atingir uma temperatura confortável na casa.
A escolha dos tubos depende não apenas de seus parâmetros físicos e químicos. O diâmetro das linhas também desempenha um papel muito importante. Afeta diretamente a hidrodinâmica do sistema, da qual depende o nível de fornecimento de calor. A opinião predominante de que um diâmetro de tubo grande é o ideal é errônea. Muitas vezes, por causa disso, a pressão no sistema cai e os radiadores simplesmente não podem aquecer a sala.
Em casas particulares, a seção transversal é calculada com base no tipo de fornecimento de refrigerante. Ao conectar-se à rede de fornecimento de calor centralizado, os mesmos princípios são tomados como base ao projetar um apartamento. Para a organização do fornecimento de calor autônomo, o esquema de fornecimento e o tipo de tubos são levados em consideração. Existem diferenças nos sistemas de circulação de refrigeração forçada e gravitacional.
Parâmetros de tubulação
Antes de decidir qual diâmetro de tubo escolher para aquecimento, você precisa prestar atenção ao material de fabricação. Afinal, as marcações dos tubos de aço e ferro fundido indicam o diâmetro interno, e as de cobre e plástico indicam o diâmetro externo. Uma nuance insignificante desempenha um papel muito grande nos cálculos.
As principais características das rodovias que são levadas em consideração no planejamento:
- Seção interna. Este indicador é a base para o cálculo da vazão de trechos da rodovia.
- Diâmetro externo. É importante para tubos de metal. Sua superfície emite calor para a sala, aumentando assim a área de troca de calor.
- Diâmetro condicional. Este é o valor arredondado do diâmetro do tubo. Usado para cálculos teóricos e expresso em polegadas.
Reforço da camada de alumínio
Determinar a seção transversal do tubo para uma sala específica não é tão difícil. Pode ser calculado preliminarmente com base na carga térmica. O indicador é estático e geralmente aceito no nível de 100 watts por metro quadrado. Segue-se que 2,4 kW de energia são necessários para aquecer uma sala de 24 metros quadrados. O fornecimento da quantidade necessária de refrigerante pode ser fornecido por um tubo com diâmetro de ½ polegada.
Os resultados são selecionados de tabelas especialmente compiladas:
Importante! O cálculo termotécnico de um sistema com tubos e radiadores diferentes é muito complicado. Nesse caso, não vale a pena resolver o problema sozinho. É melhor confiar o design a especialistas.
Ao organizar o fornecimento de calor autônomo, o proprietário da casa tem o direito de resolver independentemente questões relacionadas à temperatura do líquido de refrigeração. Não há requisitos específicos nesse sentido. A temperatura é determinada dependendo do isolamento térmico do edifício e das condições climáticas externas. O diâmetro dos tubos para o sistema de aquecimento instalado na casa também é importante.
Diâmetro do tubo para aquecimento - questões de cálculo competente
Como escolher o diâmetro de tubo certo para aquecimento? Esta questão é sempre relevante no projeto de sistemas autônomos. A eficiência e economia do esquema de fornecimento de calor depende da seção interna da tubulação. Diâmetro do tubo para aquecimento: como este parâmetro é selecionado?
Ao projetar e construir sistemas de aquecimento, é extremamente importante não cometer erros. Mesmo na fase de desenvolvimento do projeto, o diâmetro dos tubos de aquecimento e seu tipo devem ser determinados.
A escolha desses parâmetros importantes é realizada levando em consideração a conveniência de sua operação posterior.
Vários diâmetros de tubos de aquecimento
Seleção competente do diâmetro do tubo - quão importante é?
Ao projetar circuitos de aquecimento (por exemplo, de tubos de polipropileno), é extremamente importante tentar evitar possíveis perdas de calor, ou seja, reduzir os custos de energia necessários. Sistemas planejados incorretamente (você pode descobrir como desenvolver corretamente um sistema de aquecimento de dois tubos lendo o material sobre este tópico) funcionam de maneira ineficiente. Como resultado, apesar do alto consumo de energia, os quartos serão frios e desconfortáveis.
Os tubos para montagem do sistema são escolhidos não apenas levando em consideração as propriedades físicas e químicas do material do qual são feitos. O comprimento e o diâmetro dos tubos desempenham um papel importante na criação de um sistema econômico e eficiente.
O fato é que a seção transversal dos tubos afeta a hidrodinâmica como um todo, portanto, o quão quente estará na casa depende da escolha correta.
Pessoas ignorantes muitas vezes cometem um erro comum ao escolher tubos para aquecimento - o diâmetro, eles acreditam, deve ser o maior possível para que a água circule livremente.
De fato, um aumento excessivo na seção transversal dos tubos fará com que a pressão no sistema caia abaixo do normal e os radiadores não aquecem.
Se você precisar escolher o diâmetro dos tubos para aquecer uma casa particular, primeiro você deve descobrir que tipo de suprimento de refrigerante será usado. Se a casa estiver planejada para ser conectada a uma rede de aquecimento em toda a cidade, todos os cálculos serão realizados exatamente da mesma maneira que ao equipar os apartamentos.
Ao organizar sistemas de aquecimento autônomos, o tamanho dependerá do esquema escolhido e do tipo de tubos. Por exemplo, o tamanho dos tubos de aquecimento para um sistema com circulação natural de líquido será diferente de um parâmetro semelhante quando instalado em um circuito de bomba de circulação.
Parâmetros do tubo principal
Tubos de aquecimento de polipropileno
- A principal característica de qualquer tubo é o seu diâmetro interno. É deste indicador que depende o rendimento do tubo.
- O diâmetro externo também é um parâmetro importante a ser considerado ao projetar sistemas.
- É costume chamar o diâmetro nominal do tubo de valor arredondado, expresso em polegadas.
Ao escolher os diâmetros dos tubos para aquecimento, deve-se notar que diferentes sistemas de medição são usados para tubos feitos de diferentes materiais. Por exemplo, quase todos os tubos de aço e ferro fundido são marcados de acordo com a seção interna.
Mas tubos de plástico e cobre - de acordo com o diâmetro externo. Esse recurso deve ser levado em consideração se for planejado montar um sistema a partir de uma combinação de materiais.
Ao criar sistemas de aquecimento montados a partir de vários materiais, para selecionar com precisão os tubos por diâmetro, você deve usar a tabela de correspondência de diâmetro, que pode ser baixada na rede.
Conectando o tubo ao radiador
Para não se confundir nos cálculos, lembre-se de que uma polegada é igual a 25,4 mm.
Ao resolver o problema de qual diâmetro de tubos para aquecimento é necessário em uma determinada sala, é necessário levar em consideração um parâmetro como carga de calor ao calcular o diâmetro dos tubos para aquecimento. É geralmente aceito que, para manter as condições de conforto em uma sala, são suficientes 100 W de potência térmica por metro quadrado da sala (desde que os tetos da sala tenham uma altura padrão de 2,5 metros).
Ou seja, por exemplo, para aquecer uma sala com uma área de 25 metros quadrados, são necessários 2,5 kW de energia térmica (25 * 100 \u003d 2500 W \u003d 2,5 kW)
Como pode ser visto nos dados da tabela, para o nosso exemplo com uma sala de 25 metros quadrados, tubos com diâmetro de 1/2 polegada são adequados.
Qual deve ser a pressão e a temperatura do refrigerante?
Exemplo de tubo e radiador montados
Com aquecimento autônomo, o próprio dono da casa escolhe um parâmetro como a temperatura da água nos tubos de aquecimento. Deve-se notar que não existe uma norma estabelecida com precisão para esse parâmetro, pois depende não apenas das condições externas e dos desejos do proprietário, mas também do coeficiente de transferência de calor dos radiadores de aquecimento instalados.
Os radiadores de ferro fundido têm o menor coeficiente de transferência de calor.
A taxa média de transferência de calor para modelos bimetálicos e a mais alta para radiadores de alumínio.
Como regra, o cálculo do número de radiadores e suas seções é realizado levando em consideração um valor como a potência térmica do passaporte. Este parâmetro é definido com base em que a temperatura da água de aquecimento nos tubos será igual a 75 graus.
Ou seja, se você pensar logicamente, essa temperatura é ideal. No entanto, quando a temperatura externa muda em uma direção ou outra, é aconselhável regular a temperatura de aquecimento do refrigerante. Isso ajudará a manter um microclima confortável na casa e economizar energia.
Apesar do fato de que os tubos de polipropileno podem suportar temperaturas de até 110 graus, não é recomendado que a temperatura dos tubos de aquecimento exceda 95 graus.
Para aumentar a temperatura do ar nas instalações, é mais conveniente aumentar a área de trabalho dos radiadores e não aquecer o refrigerante acima da temperatura especificada.
Instalação de tubos de aquecimento
Para que o sistema de aquecimento funcione normalmente, o dono da casa deve saber qual deve ser a pressão nos tubos de aquecimento. Para um sistema autônomo, o indicador normal é 1,5-2 atmosferas. Se o indicador de pressão atingir 3 atmosferas, isso já é uma situação crítica, ameaçando a despressurização ou falha do equipamento.
Para poder verificar sempre qual é a pressão nos tubos de aquecimento, os manômetros devem ser incluídos no circuito. E para evitar pressão excessiva, são utilizados tanques de expansão.
Assim, ao projetar e instalar sistemas de aquecimento, não há ninharias. Qualquer erro pode levar a uma diminuição na eficiência do trabalho. Portanto, é desejável confiar a criação de projetos a profissionais capazes de realizar cálculos hidráulicos e térmicos.
O diâmetro do tubo para aquecer uma casa particular: como calcular os parâmetros ideais do sistema de aquecimento para que a temperatura e a pressão da água sejam suficientes para aquecer a sala, dicas sobre como escolher o material de comunicação
56) Diâmetro do tubo para aquecer uma casa particular: como calcular os parâmetros ideais do sistema de aquecimento para que a temperatura e a pressão da água sejam suficientes Escolhemos o diâmetro dos tubos para aquecimento: esquema de cálculo, características dependendo do material de fabricação
O projeto correto do sistema de aquecimento deve levar em consideração todos os possíveis fatores que influenciam sua eficiência. Além da seleção correta dos principais componentes, caldeira, radiadores, grupos de segurança, é necessário calcular corretamente a seção das linhas. Para fazer isso, você precisa conhecer o diâmetro ideal dos tubos de aquecimento: como escolher e calcular você mesmo?
Dificuldades na escolha do diâmetro dos tubos de aquecimento
Parece que escolher o diâmetro dos tubos para aquecer uma casa particular não é uma tarefa difícil. Eles devem apenas garantir a entrega do refrigerante da fonte de aquecimento para os dispositivos de fornecimento de calor - radiadores para baterias.
Mas, na prática, um diâmetro selecionado incorretamente do coletor de aquecimento ou do tubo de alimentação pode levar a uma deterioração significativa na operação de todo o sistema. Isso se deve aos processos que ocorrem durante o movimento da água ao longo das rodovias. Para fazer isso, você precisa conhecer os conceitos básicos de física e hidrodinâmica. Para não entrar na selva de cálculos precisos, você pode determinar as principais características do aquecimento, que dependem diretamente da seção transversal dos dutos:
- Velocidade de movimento do refrigerante. Isso afeta não apenas o aumento do ruído durante a operação de fornecimento de calor, mas também é necessário para a distribuição ideal do calor entre os aparelhos de aquecimento. Simplesmente, a água não deve ter tempo para esfriar a um nível mínimo quando atinge o último radiador do sistema;
- Volume de refrigerante. Assim, o diâmetro das tubulações com circulação natural de aquecimento deve ser grande para reduzir as perdas por atrito do fluido na superfície interna da linha. No entanto, junto com isso, o volume do refrigerante aumenta, o que acarreta um aumento no custo de aquecê-lo;
- Perdas hidráulicas. Se diferentes diâmetros de tubos de plástico para aquecimento forem usados no sistema, uma diferença de pressão ocorrerá inevitavelmente em sua junção, o que levará a um aumento nas perdas hidráulicas.
Como escolher o diâmetro do tubo de aquecimento para que, na instalação, não seja necessário refazer todo o sistema de fornecimento de calor devido à baixíssima eficiência? Antes de tudo, você deve realizar o cálculo correto da seção das rodovias. Para fazer isso, é recomendável usar programas especiais e, se desejar, verifique o resultado manualmente.
Na junção, os diâmetros dos tubos de polipropileno para aquecimento são reduzidos devido ao revestimento. A redução da seção transversal depende do grau de aquecimento durante a soldagem e da conformidade com a tecnologia de instalação.
O procedimento para calcular a seção transversal das linhas de fornecimento de calor
Antes de calcular o diâmetro de um tubo de aquecimento, é necessário determinar seus parâmetros geométricos básicos. Para isso, você precisa conhecer as principais características das rodovias. Isso inclui não apenas o desempenho, mas também as dimensões.
Cada fabricante indica o valor da seção do tubo - diâmetro. Mas, na verdade, depende da espessura da parede e do material de fabricação. Antes de comprar um modelo específico de tubulações, você precisa conhecer os seguintes recursos da designação de dimensões geométricas:
- O cálculo do diâmetro dos tubos de polipropileno para aquecimento é feito levando em consideração o fato de os fabricantes indicarem as dimensões externas. Para calcular a seção útil, é necessário subtrair duas espessuras de parede;
- Para tubos de aço e cobre, são fornecidas as dimensões internas.
Conhecendo esses recursos, você pode calcular o diâmetro do coletor de aquecimento, tubos e outros componentes para instalação.
Ao escolher tubos de aquecimento de polímero, é necessário esclarecer a presença de uma camada de reforço no design. Sem ela, quando exposta à água quente, a linha não terá a rigidez adequada.
Determinação da potência térmica do sistema
Como escolher o diâmetro correto do tubo para aquecimento e isso deve ser feito sem dados calculados? Para um pequeno sistema de aquecimento, cálculos complexos podem ser dispensados. Só é importante conhecer as seguintes regras:
- O diâmetro ideal dos tubos com circulação natural de aquecimento deve ser de 30 a 40 mm;
- Para um sistema fechado com movimento forçado do refrigerante, tubos de seção transversal menor devem ser usados para criar pressão e vazão de água ideais.
Para um cálculo preciso, é recomendável usar um programa para calcular o diâmetro dos tubos de aquecimento. Se não forem, você pode usar cálculos aproximados. Primeiro você precisa encontrar a potência térmica do sistema. Para fazer isso, você precisa usar a seguinte fórmula:
Onde Q– potência calorífica calculada do aquecimento, kW/h, V- o volume da sala (casa), m³, Δt- a diferença entre as temperaturas na rua e na sala, ° С, Para- o coeficiente de perda de calor estimado da casa, 860
– valor para converter os valores obtidos em um formato kWh aceitável.
A maior dificuldade no cálculo preliminar do diâmetro dos tubos de plástico para aquecimento é causada pelo fator de correção K. Depende do isolamento térmico da casa. É melhor tirar dos dados da tabela.
Como exemplo de cálculo dos diâmetros dos tubos de polipropileno para aquecimento, você pode calcular a saída de calor necessária de uma sala com um volume total de 47 m³. Nesse caso, a temperatura externa será de -23°С e interna - +20°С. Assim, a diferença Δt será de 43°C. Tomamos o fator de correção igual a 1,1. Então a potência térmica necessária será.
O próximo passo na escolha do diâmetro do tubo para aquecimento é determinar a velocidade ideal do refrigerante.
Os cálculos apresentados não levam em consideração a correção para a rugosidade da superfície interna das rodovias.
Velocidade da água nas tubulações
A pressão ideal do refrigerante na rede é necessária para a distribuição uniforme da energia térmica sobre radiadores e baterias. Para a seleção correta dos diâmetros dos tubos de aquecimento, devem ser tomados os valores ideais da velocidade de avanço da água nas tubulações.
Vale lembrar que se a intensidade de movimento do refrigerante no sistema for excedida, ruídos estranhos podem ocorrer. Portanto, este valor deve estar entre 0,36 e 0,7 m/s. Se o parâmetro for menor, inevitavelmente ocorrerão perdas de calor adicionais. Se for excedido, o ruído aparecerá nas tubulações e radiadores.
Para o cálculo final do diâmetro do tubo de aquecimento, use os dados da tabela abaixo.
Substituindo na fórmula de cálculo do diâmetro do tubo de aquecimento nos valores obtidos anteriormente, pode-se determinar que o diâmetro ideal do tubo para uma determinada sala será de 12 mm. Este é apenas um cálculo aproximado. Na prática, os especialistas recomendam adicionar 10-15% aos valores obtidos. Isso porque a fórmula de cálculo do diâmetro do tubo de aquecimento pode mudar devido à adição de novos componentes ao sistema.
Para um cálculo preciso, você precisará de um programa especial para calcular o diâmetro dos tubos de aquecimento. Sistemas de software semelhantes podem ser baixados em uma versão demo com recursos de cálculo limitados.
Cálculo do coletor de aquecimento e mangas de montagem
A tecnologia de cálculo acima pode ser aplicada a todos os tipos de fornecimento de calor - um tubo, dois tubos e coletor. No entanto, para este último, é necessário fazer um cálculo correto do diâmetro do coletor de aquecimento.
Este elemento de aquecimento é necessário para a distribuição do refrigerante em vários circuitos. Nesse caso, o cálculo do diâmetro correto do coletor de aquecimento está intrinsecamente ligado ao cálculo da seção ideal da tubulação. Esta é a próxima etapa no projeto do sistema de aquecimento.
Para calcular o diâmetro do coletor de aquecimento, você deve primeiro calcular a seção transversal dos tubos de acordo com o esquema acima. Então você pode usar uma fórmula bastante simples:
Ao determinar a altura e a distância ideal entre os bicos, é aplicado o princípio de "três diâmetros". Segundo ele, o afastamento das tubulações na estrutura deve ser de 6 raios cada. O diâmetro total do coletor de aquecimento também é igual a este valor.
Mas, além desse componente do sistema, muitas vezes é necessário usar outros adicionais. Como descobrir o diâmetro da manga para tubos de aquecimento? Somente realizando um cálculo preliminar do trecho de rodovias. Além disso, você precisa levar em consideração a espessura das paredes e o material de sua fabricação. O design da manga, o grau de isolamento térmico dependerá disso.
O diâmetro da manga para tubos de aquecimento é influenciado pelo material da parede, bem como pelos tubos. É importante levar em conta o possível grau de expansão quando a superfície é aquecida. Se os diâmetros dos tubos de fornecimento de calor de plástico forem de 20 mm, o mesmo parâmetro para a luva deve ser de pelo menos 24 mm.
A manga deve ser montada em argamassa de cimento ou material similar não combustível.
Dados adicionais para calcular o diâmetro dos tubos de fornecimento de calor
Depois de escolher o diâmetro dos tubos para aquecer uma casa particular, você precisa escolher o material certo para sua fabricação, além de levar em consideração os recursos do sistema de aquecimento. Este parâmetro é afetado pelo layout das rodovias, bem como pelo número de válvulas de corte e controle.
Além de conhecer o diâmetro dos tubos em aquecimento com circulação natural, é necessário levar em consideração a altura do riser acelerador e escolher o tamanho certo para sua seção transversal. Deve estar a uma altura mínima de 1,5 em relação a outros elementos de aquecimento. Para aumentar a velocidade do refrigerante, o diâmetro dos tubos de polipropileno utilizados no projeto do coletor de aceleração deve ser um tamanho maior que o da linha principal.
Também é importante considerar a espessura da parede das tubulações. Depende do material de fabricação e pode variar de 0,5 mm (aço) a 5 mm (plástico). A escolha do diâmetro do tubo para o sistema de aquecimento de uma casa particular é influenciada pelo material de fabricação. Assim, recomenda-se a instalação de linhas plásticas para sistemas com circulação forçada. Seu diâmetro interno pode variar de 10 a 30 mm. Você pode aprender mais sobre a espessura da parede de tubos de polímero para aquecimento a partir dos dados da tabela.
Para modelos de aço, é necessário levar em consideração não apenas suas dimensões geométricas, mas também seu peso. Depende diretamente da espessura da parede. Nos programas para calcular o diâmetro dos tubos de aquecimento, deve haver uma função para calcular a gravidade específica de 1 m.p. linha de aço.
Conhecendo essas características adicionais, é possível fazer o cálculo mais preciso dos parâmetros do sistema de aquecimento, incluindo a seleção correta dos diâmetros dos tubos de aquecimento.
Material do tubo de aquecimento
Além da escolha correta dos diâmetros dos tubos para fornecimento de calor, é preciso conhecer as características de seu material de fabricação. Isso afetará a perda de calor do sistema, bem como a complexidade da instalação.
Deve-se lembrar que o cálculo dos diâmetros dos tubos de aquecimento é realizado somente após a escolha do material para sua fabricação. Atualmente, vários tipos de tubulações são usados para completar os sistemas de fornecimento de calor:
- Polímero. Eles são feitos de polipropileno ou polietileno reticulado. A diferença está nos componentes adicionais adicionados durante o processo de produção. Depois de calcular o diâmetro dos tubos de polipropileno para fornecimento de calor, você precisa escolher a espessura certa de sua parede. Varia de 1,8 a 3 mm, dependendo dos parâmetros de pressão máxima nas linhas;
- Aço. Até recentemente, essa era a opção mais comum para organizar o aquecimento. Apesar de suas características de resistência mais do que boas, os tubos de aço têm várias desvantagens significativas - instalação complexa, ferrugem gradual da superfície e maior rugosidade. Alternativamente, podem ser usados tubos de aço inoxidável. Um de seus custos é uma ordem de grandeza superior aos "pretos";
- Cobre. De acordo com as características técnicas e operacionais, os dutos de cobre são a melhor opção. Eles são caracterizados por alongamento suficiente, ou seja, se a água congelar neles, o tubo se expandirá por algum tempo sem perda de estanqueidade. A desvantagem é o alto custo.
Além do diâmetro dos tubos corretamente selecionado e calculado, é necessário determinar o método de conexão. Também depende do material de fabricação. Para polímeros, uma conexão de acoplamento é usada por soldagem ou em base adesiva (muito raramente). As tubulações de aço são montadas usando soldagem a arco (conexões de melhor qualidade) ou método rosqueado.
Diâmetro dos tubos de aquecimento: como escolher e calcular corretamente
Escolhemos o diâmetro dos tubos para aquecimento: dificuldades na escolha, procedimento para calcular a seção transversal de acordo com a potência do sistema e a velocidade da água, cálculo adicional do coletor e mangas.
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