De diameter van buizen voor verwarming kiezen: berekeningsschema, kenmerken afhankelijk van het fabricagemateriaal

Bij het juiste ontwerp van een verwarmingssysteem moet rekening worden gehouden met alle mogelijke factoren die van invloed zijn op het rendement. Naast de juiste selectie van de hoofdcomponenten, ketel, radiatoren, veiligheidsgroepen, moet de doorsnede van de leidingen correct worden berekend. Om dit te doen, moet u de optimale diameter van de verwarmingsbuizen weten: hoe kiest u de juiste en berekent u deze zelf?

Moeilijkheden bij het kiezen van de diameter van verwarmingsbuizen

Het lijkt erop dat de keuze van de diameter van buizen voor het verwarmen van een privéwoning geen moeilijke taak is. Ze hoeven alleen te zorgen voor de levering van het koelmiddel van de bron van verwarming naar de verwarmingsapparaten - radiatoren en batterijen.

Maar in de praktijk kan een verkeerd gekozen diameter van de verwarmingscollector of toevoerleiding leiden tot een aanzienlijke verslechtering van de werking van het hele systeem. Dit komt door de processen die plaatsvinden tijdens de beweging van water langs de snelwegen. Om dit te doen, moet je de basis van natuurkunde en hydrodynamica kennen. Om niet in de jungle van nauwkeurige berekeningen te gaan, kunt u de belangrijkste kenmerken van verwarming bepalen, die rechtstreeks afhankelijk zijn van de doorsnede van de pijpleidingen:

• Bewegingssnelheid koelvloeistof... Het beïnvloedt niet alleen de toename van het geluid tijdens de werking van de warmtetoevoer, maar is ook nodig voor een optimale verdeling van warmte tussen verwarmingsapparaten. Het water zou eenvoudigweg geen tijd moeten hebben om af te koelen tot het minimumniveau wanneer het de laatste radiator in het systeem bereikt;
• Koelvloeistofvolume... De diameter van pijpen met natuurlijke circulatie van verwarming moet dus groot zijn om verliezen tijdens wrijving van de vloeistof tegen het binnenoppervlak van de lijn te verminderen. Tegelijkertijd neemt echter het volume van het koelmiddel toe, wat leidt tot hogere verwarmingskosten;
• Hydraulische verliezen... Als verschillende diameters van kunststof buizen voor verwarming in het systeem worden gebruikt, zal onvermijdelijk een drukverschil op hun kruising ontstaan, wat zal leiden tot een toename van hydraulische verliezen.

Hoe de diameter van de buis voor verwarming kiezen, zodat u na installatie niet het hele verwarmingssysteem opnieuw hoeft te doen vanwege het extreem lage rendement? Allereerst moet u de juiste berekening van de doorsnede van de snelwegen uitvoeren. Hiervoor is het aan te raden speciale programma's te gebruiken en desgewenst het resultaat zelf handmatig te controleren.

Op de kruising worden de diameters van polypropyleen buizen voor verwarming verminderd door overlapping. Het verkleinen van de doorsnede hangt af van de mate van verhitting tijdens het solderen en de naleving van de installatietechniek.

De procedure voor het berekenen van de doorsnede van warmtetoevoerleidingen

Alvorens de diameter van de verwarmingsbuis te berekenen, is het noodzakelijk om hun geometrische basisparameters te bepalen. Om dit te doen, moet u de belangrijkste kenmerken van de snelwegen kennen. Deze omvatten niet alleen prestaties, maar ook afmetingen.

Elke fabrikant geeft de waarde van de buissectie - diameter aan. Maar in feite hangt het af van de wanddikte en het fabricagemateriaal. Voordat u een bepaald model pijpleidingen aanschaft, moet u de volgende kenmerken van de aanduiding van geometrische afmetingen kennen:

• Bij de berekening van de diameter van polypropyleen buizen voor verwarming wordt rekening gehouden met het feit dat fabrikanten de buitenafmetingen aangeven.Om de bruikbare sectie te berekenen, is het noodzakelijk om twee wanddiktes af te trekken;
• Interne afmetingen worden gegeven voor stalen en koperen leidingen.

Als u deze kenmerken kent, kunt u de diameter van de verwarmingscollector, leidingen en andere componenten voor installatie berekenen.

Bij het kiezen van polymeer verwarmingsbuizen is het absoluut noodzakelijk om de aanwezigheid van een versterkende laag in de structuur te verduidelijken. Zonder dit, wanneer blootgesteld aan heet water, zal de lijn niet de juiste stijfheid hebben.

Bepaling van de warmteafgifte van het systeem

Hoe kies je de juiste leidingdiameter voor verwarming en moet dit zonder berekende gegevens? Voor een kleine verwarmingsinstallatie kunnen complexe berekeningen achterwege blijven. Het is alleen belangrijk om de volgende regels te kennen:

• De optimale diameter van buizen met natuurlijke circulatie van verwarming moet van 30 tot 40 mm zijn;
• Voor een gesloten systeem met geforceerde beweging van de koelvloeistof, moeten kleinere leidingen worden gebruikt om een ​​optimale druk en waterstroomsnelheid te creëren.

Voor een nauwkeurige berekening is het raadzaam om een ​​programma te gebruiken voor het berekenen van de diameter van verwarmingsbuizen. Als ze er niet zijn, kunt u geschatte berekeningen gebruiken. Eerst moet u de thermische capaciteit van het systeem vinden. Om dit te doen, moet u de volgende formule gebruiken:

Q = (V * Δt * K) 860

Waar Vraag - berekend thermisch vermogen van verwarming, kW / h,V - het volume van de kamer (huis), m³,t - het verschil tussen de temperaturen buiten en binnen, ° С,NAAR - de geschatte coëfficiënt van warmteverlies thuis,860 - een waarde voor het omzetten van de verkregen waarden naar een acceptabel kW/h-formaat.

De grootste moeilijkheden bij de voorlopige berekening van de diameter van kunststof buizen voor verwarming worden veroorzaakt door de correctiefactor K. Deze hangt af van de thermische isolatie van het huis. Het kan het beste worden overgenomen uit de gegevens in de tabel.

Als voorbeeld voor het berekenen van de diameters van polypropyleen buizen voor verwarming, kunt u de benodigde warmteafgifte van een ruimte met een totaal volume van 47 m³ berekenen. Tegelijkertijd is de temperatuur buiten -23 ° С en binnen - + 20 ° . Dienovereenkomstig zal het verschil Δt 43 ° C zijn. We nemen de correctiefactor gelijk aan 1,1. Dan is het benodigde thermische vermogen.

Q = (47 * 43 * 1.1) /860=2.585 kWh

De volgende stap bij het kiezen van de diameter van de buis voor verwarming is het bepalen van de optimale bewegingssnelheid van het koelmiddel.

De gepresenteerde berekeningen houden geen rekening met de correctie voor de ruwheid van het binnenoppervlak van de snelwegen.

Watersnelheid in leidingen

De optimale druk van de koelvloeistof in het net is nodig voor een gelijkmatige verdeling van warmte-energie over de radiatoren en accu's. Voor de juiste selectie van de diameters van verwarmingsbuizen, moeten de optimale waarden van de snelheid van de watervoortgang in de pijpleidingen worden genomen.

Het is de moeite waard eraan te denken dat wanneer de bewegingsintensiteit van het koelmiddel wordt overschreden, er externe ruis in het systeem kan optreden. Daarom moet deze waarde tussen 0,36 en 0,7 m / s liggen. Als de parameter lager is, zullen onvermijdelijk extra warmteverliezen optreden. Bij overschrijding treden constructiegeluiden op in leidingen en radiatoren.

Gebruik voor de uiteindelijke berekening van de diameter van de verwarmingsbuis de gegevens uit onderstaande tabel.

Door de formule voor het berekenen van de diameter van de verwarmingsbuis in de eerder verkregen waarden in te vullen, is het mogelijk om te bepalen dat de optimale buisdiameter voor een bepaalde kamer 12 mm zal zijn. Dit is slechts een ruwe schatting. In de praktijk raden experts aan om 10-15% toe te voegen aan de verkregen waarden. De formule voor het berekenen van de diameter van de verwarmingsbuis kan namelijk veranderen door toevoeging van nieuwe componenten aan het systeem.
Voor een nauwkeurige berekening heeft u een speciaal programma nodig om de diameter van verwarmingsbuizen te berekenen.Dergelijke softwarepakketten zijn te downloaden in een demoversie met beperkte rekenmogelijkheden.

Berekening van de verwarmingsverdeler en montagehulzen

De bovenstaande berekeningstechnologie kan worden toegepast op alle soorten warmtetoevoer - eenpijps, tweepijps en collector. Voor dit laatste is het echter noodzakelijk om de juiste berekening van de diameter van de verwarmingscollector te maken.

Dit verwarmingselement is nodig om de koelvloeistof over meerdere circuits te verdelen. In dit geval is de berekening van de juiste diameter van de verwarmingscollector onlosmakelijk verbonden met de berekening van de optimale doorsnede van de pijpleiding. Dit is de volgende stap in het ontwerp van een warmtetoevoersysteem.

Om de diameter van het verwarmingsspruitstuk te berekenen, moet u eerst de doorsnede van de leidingen berekenen volgens het bovenstaande schema. Dan kun je een vrij eenvoudige formule gebruiken:

M0 = M1 + M2 + M3 + M4

Waar M0 - de benodigde collectordiameter,M1, M2, M3, М4 - diameters van aangesloten leidingen.

Bij het bepalen van de hoogte en optimale afstand tussen de nozzles wordt het principe van "drie diameters" toegepast. Volgens hem moet de afstand van buizen op de constructie elk 6 radii zijn. De totale diameter van de verwarmingsverdeler is ook gelijk aan deze waarde.

Maar naast dit onderdeel van het systeem is het vaak nodig om extra te gebruiken. Hoe de diameter van de huls van de verwarmingsbuis te achterhalen? Pas na het uitvoeren van een voorlopige berekening van de doorsnede van de snelwegen. Bovendien moet u rekening houden met de dikte van de wanden en het materiaal van hun vervaardiging. Het ontwerp van de huls en de mate van thermische isolatie hangt hiervan af.

De waarde van de diameter van de huls voor verwarmingsbuizen wordt beïnvloed door het fabricagemateriaal van de muur, evenals door de buis. Het is belangrijk om rekening te houden met de mogelijke mate van uitzetting wanneer het oppervlak wordt verwarmd. Als de diameters van de kunststof warmtetoevoerleidingen 20 mm zijn, dan moet dezelfde parameter voor de huls minimaal 24 mm zijn.

De installatie van de voering moet gebeuren op cementmortel of een soortgelijk onbrandbaar materiaal.

Aanvullende gegevens voor het berekenen van de diameter van verwarmingsbuizen

Na het kiezen van de diameter van buizen voor het verwarmen van een woonhuis, moet u het juiste materiaal kiezen voor de vervaardiging ervan en ook rekening houden met de kenmerken van het verwarmingssysteem. Deze parameter wordt beïnvloed door de lay-out van de snelwegen, evenals het aantal afsluiters en regelkleppen.

Naast het kennen van de diameter van leidingen bij verwarming met natuurlijke circulatie, is het noodzakelijk om rekening te houden met de hoogte van de booster-stijgleiding en de juiste maat van de sectie te selecteren. Het moet zich op een minimale hoogte van 1,5 bevinden ten opzichte van andere verwarmingselementen. Om de bewegingssnelheid van het koelmiddel te verhogen, moet de diameter van de polypropyleenbuizen die worden gebruikt bij de constructie van het boost-spruitstuk één maat groter zijn dan die van de hoofdleiding.

Het is ook belangrijk om rekening te houden met de wanddikte van de leidingen. Het hangt af van het fabricagemateriaal en kan variëren van 0,5 mm (staal) tot 5 mm (kunststof). De keuze van de diameter van buizen voor het verwarmingssysteem van een woonhuis wordt beïnvloed door het fabricagemateriaal. Het wordt dus aanbevolen om plastic leidingen te installeren voor systemen met geforceerde circulatie. Hun binnendiameter kan variëren van 10 tot 30 mm. Meer informatie over de wanddikte van polymeerbuizen voor verwarming vindt u in de gegevens in de tabel.

Voor stalen modellen moet niet alleen rekening worden gehouden met hun geometrische afmetingen, maar ook met hun massa. Het hangt direct af van de wanddikte. In programma's voor het berekenen van de diameter van verwarmingsbuizen moet er een functie zijn voor het berekenen van het soortelijk gewicht van 1 lm. stalen lijn.

Als u deze aanvullende kenmerken kent, kunt u de meest nauwkeurige berekening van de parameters van het verwarmingssysteem maken, inclusief de juiste selectie van diameters van verwarmingsbuizen.

Als het nodig is om alleen de doorsnede van warmtegeleidende lijnen te berekenen, kunt u gratis demoversies van professionele programma's gebruiken.

Materiaal verwarmingsbuis

Naast de juiste keuze van buisdiameters voor warmtetoevoer, moet u de kenmerken van hun fabricagemateriaal kennen. Dit heeft invloed op het warmteverlies van het systeem, maar ook op de bewerkelijkheid van de installatie.

Er moet aan worden herinnerd dat de berekening van de diameters van verwarmingsbuizen pas wordt uitgevoerd na de keuze van het materiaal voor hun vervaardiging. Momenteel worden verschillende soorten pijpleidingen gebruikt om warmtetoevoersystemen te voltooien:

• Polymeer... Ze zijn gemaakt van PP of XLPE. Het verschil zit in de extra componenten die tijdens het productieproces worden toegevoegd. Na het berekenen van de diameter van polypropyleen buizen voor warmtetoevoer, moet u de dikte van hun muur correct selecteren. Het varieert van 1,8 tot 3 mm, afhankelijk van de parameters van de maximale druk in de leidingen;
• Staal... Tot voor kort was dit de meest voorkomende optie voor het regelen van verwarming. Ondanks hun meer dan goede sterkte-eigenschappen hebben stalen buizen een aantal belangrijke nadelen - complexe installatie, geleidelijke oppervlakteroest en verhoogde ruwheid. Als alternatief kunnen roestvrijstalen buizen worden gebruikt. Een van hun kosten is een orde van grootte hoger dan die van "zwarte";
• Koper... Qua technische en operationele kenmerken zijn koperen leidingen de beste optie. Ze worden gekenmerkt door voldoende rek, d.w.z. als er water in bevriest, zal de buis enige tijd uitzetten zonder verlies van dichtheid. Het nadeel zijn de hoge kosten.

Naast de correct geselecteerde en berekende buisdiameter, moet u beslissen over de methode van hun verbinding. Het hangt ook af van het fabricagemateriaal. Voor polymeer wordt een mofverbinding gebruikt door lassen of op lijmbasis (zeer zelden). Stalen pijpleidingen worden geassembleerd met behulp van booglassen (verbindingen van de beste kwaliteit) of met schroefdraad.

In de video ziet u een voorbeeld van het berekenen van de diameter van leidingen, afhankelijk van het optimale debiet van het koelmiddel: