Выбор диаметра трубы для отопления: Какой диаметр труб из полипропилена для отопления

Разное

Содержание

какие трубы выбрать, как произвести их прокладку и оптимальная схема разводки труб

На чтение 7 мин. Просмотров 4.4k. Обновлено

Диаметр труб отопления, определяет пропускную способность трубы, т.е. объем теплоносителя, проходящий в единицу времени. Чтобы определить, какой диаметр труб нужно взять для радиаторной системы отопления, необходимо произвести расчет по одной из методик: по тепловой мощности, по коэффициенту сопротивления, по специальным таблицам. Предварительно можно сказать, что трубы диаметром 16 мм подойдут для установки до двух радиаторов; трубы на 20 мм нужно использовать при подключении радиаторов общей мощностью до 7 кВт.

Еще перед строительством дома важно определиться с видом отопления и смонтировать его так, чтобы не допускать ошибок. Иначе не серьезный подход может в будущем негативно отразиться на его функционировании.

Чтобы выбрать подходящие элементы для монтажа отопительной системы необходимо решить, как будет циркулировать теплоноситель. При отдельном отоплении нужно учесть ее вид, схему конструкции и прокладку.

Выбор составляющих

Сегодня строительный рынок предлагает широкий выбор образцов из различных материалов:

Выбрать необходимые элементы не сложно, если изучить маркировку, где отмечено допустимое давление и температура теплоносителя.

Важность грамотного подбора трубы

Основывать выбор нужно не только на свойствах материала, а также определить правильный диаметр труб для отопительной системы в частном доме. От этого будет зависеть гидродинамика отопления, ее экономичность и эффективное функционирование.

Частые ошибки. Если сечение образцов больше чем нужно это вернее всего приведет к снижению давления, вода перестает нормально циркулировать и обогрев помещения на порядок снизится. Используя составляющие меньшего сечения, чем требуется, система начнет издавать неприятные шумы.

Выбрать все составляющие для прокладки отопления частного дома будет проще, если учесть тот факт, что разные материалы предполагают разный замер сечения.

Образцы из чугуна и стали измеряются по внутреннему диаметру, а пластиковые и медные по наружному. Этот момент является очень важным, если планируется монтировать комбинированное отопление.
При использовании составляющих из разных материалов, чтобы избежать ошибок, самым лучшим и правильным решением станет воспользоваться данными из таблицы соответствия диаметров, которая представлена на нашем сайте.
Смотрите как провести отопление своими руками.

Основные параметры и расчет диаметра

Есть три основных диаметра, которые нужно учитывать. А именно:

  • внутренний. Учитывается как показатель пропускной способности теплоносителя;
  • внешний. Важный показатель, влияющий на качество монтажа отопительной схемы;
  • условный. Стандартное значение, которое округляется и отображается в дюймах.

При вычислении диаметра трубы отопления стоит помнить о шкале измерения данной величины.

В основном этот показатель указывается в дюймах и обозначается в целых числах или долях.

Чтоб не ошибиться при расчете, нужно знать, что дюйм приравнивается к 2,54 см.

Расчет подходящего диаметра

При определении диаметра сечения обязательно нужно знать о тепловой нагрузке. Считается, что для обогрева «одного квадрата» стандартного помещения потребуется использовать 100 Вт тепловой энергии. Учитывая это, проводим следующие расчеты:

25х100 = 2500 Вт = 2,5 кВт

Таким образом для создания тепла в помещении 25 квадратов потребуется использовать 2,5 кВт. После этого по таблице определяется, какой диаметр трубы для отопления частного дома станет оптимальным.
По нашим расчетам самый подходящий размер составляет ½ дюйма и выбрать рекомендуется именно такой диаметр.

Оптимальная температура и давление воды

При выборе автономного отопления придется самостоятельно подбирать подходящую температуру и давление теплоносителя. Это зависит не только от пожеланий, но и от показателя теплопередачи встроенных батарей.

Видео о прокладке отопления, разводке труб

Запомните, что самый низкий коэффициент теплопередачи у чугунных радиаторов, а самый высокий у моделей из алюминия. Подсчет количества батарей и их секций проводиться, учитывая такую величину, как паспортная тепловая мощность.

Такой параметр устанавливается при учете, что температура жидкости не превысит 75 градусов. Такой показатель считается самым оптимальным.

Однако если температура на улице постоянно колеблется в разные стороны, подогрев теплоносителя в автономной системе частного дома необходимо регулировать так, чтобы постоянно поддерживать комфортную температуру и не расходовать лишнее.

Для качественной работы помимо температуры нужно следить за давлением в трубах и выбрать оптимальный диаметр. Нормальным считается давление, что находится в промежутке 1,5-2 атмосферы.

Если этот показатель поднимается до 3, то возможен сбой работы всей схемы и даже протечки и порывы.

Чтобы регулярно проверять давление, при монтаже следует в цепи оставлять место для манометров. Уменьшить напор можно, используя расширительные баки.

Виды отопления

Установка отопительной автономной системы в малоэтажном доме может осуществляться одно и двухтрубными схемами.

Оптимальный вариант должен выбрать заказчик еще на этапе создания проекта, чтобы обеспечить комфортное проживание в своем доме.

Стоит остановиться на методе, когда прокладка труб отопления в частном доме будет менее затратной.

Финансово самой оптимальной будет однотрубная разводка, но если цена не так важна, как эффективность работы, то стоит остановить свой выбор на прокладке двухтрубной схемы.

Ниже рассмотрим более детально каждый вид разводки.

Однотрубная система

Прокладка магистрали такой схемы изготавливается из отопительных приборов подсоединенных один за другим. Жидкость проходит поочередно все элементы системы, отдавая понемногу свою тепловую энергию, поэтому в последнюю секцию он поступает с заниженной температурой.

На микроклимат внутри дома это не повлияет, если последнюю батарею в схеме оснастить большим количеством секций.

На сегодняшний день есть технологии, которые помогают улучшить работу однотрубной схемы отопления. К ним относится наличие:

  1. регуляторов на батареях;
  2. вентилей для баланса поступающего теплоносителя;
  3. термостатических или шаровых клапанов.

Использование такого оборудования помогает поддерживать определенную температуру в помещении частного дома.

Зачастую в малоэтажном доме устанавливают отдельное отопление, которое монтируется по:

  • горизонтальной схеме с насосом, что обеспечивает перегонку горячей воды методом нагнетания;
  • вертикальной схеме, где жидкость перетекает естественным путем;
  • вертикальной схеме с естественной, нагнетающей или комбинированной перегонкой.

Прокладка отопительной разводки может осуществляться над полом или под напольным покрытием. Еще одним важным моментом является теплоизоляция, чтобы сохранить больше тепла.

Горизонтальную магистраль монтируют под небольшим наклоном, чтобы теплоноситель перемещался своим ходом. Батареи наоборот устанавливаются на одном уровне. Для спуска воздуха радиаторы оснащаются специальными кранами.

Данную систему можно не оснащать насосом, так как движение жидкости осуществляется естественным способом.

Недостаток же заключается в использовании составляющих с сечением большого размера и обязательной прокладке системы под уклоном.

Поэтому такой вид разводки не станет украшением интерьера.

Двухтрубная система

Второй вид схемы отопления частного дома – разводка труб двухтрубного вида потребует при монтаже большего количества составляющих. Параллельно с этим увеличится объем монтажных работ и финансовые растраты на оплату.

Такая конструкция способна обеспечить равномерное распределение теплоносителя и облегчит настройку и регулировку работы всей системы.

Двухтрубная система отопления, разные схемы (схема Тихельмана)

Watch this video on YouTube
Использование котлов современного типа от зарубежных производителей желательно для двухтрубной разводки. Нагревается жидкость при помощи двухконтурного котла с использованием газовой энергии.

Очень важно при установке двухтрубной разводки на верхних позициях установить автостравливающие клапаны. Если дом одноэтажный, то такие клапаны необходимы на последней батарее и на «полотенцесушителе».

От того какую схему вы решите выбрать зависит количество составляющих элементов, что потребуются для ее установки. Дома с большой площадью желательно снабжать двухтрубной разводкой и циркуляционным насосом.

Однотрубная или двухтрубная система отопления Как выбрать

Watch this video on YouTube
Температурный режим при этом можно поддерживать, используя терморегуляторы. Если «квадратура» дома не превышает сотни, то однотрубная конструкция с естественным потоком теплоносителя вполне справится с обогревом всех комнат.

Если подытожить всю вышеизложенную информацию можно уверенно сказать, что во время проектирования отопительной системы и ее монтажа необходимо учитывать каждую мелочь.

Даже минимальная ошибка может отразиться на эффективности работы конструкции.

Чтобы исключить всевозможные неточности лучше доверить проектирование и разводку любой отопительной системы профессионалам, которые правильно подберут диаметр трубы для отопления частного дома, а так же проведут все необходимые расчеты.

Диаметр труб для отопления. Какой и как выбрать по таблицам

Как правильно подобрать трубы для отопления? Этот вопрос волнует каждого застройщика, поскольку ошибка может нарушить работу всей системы, сделать ее неэффективной и некомфортной.

При заниженном диаметре:

  • Трубы испытывают повышенные нагрузки и сокращается срок их службы. О 50-и годах, как заявляют производители, речь даже не идет.
  • В пиковые периоды при заниженном диаметре трубы может быть не обеспечена подача тепла в нужном количестве и в помещении будет некомфортная температура.

Но и ставить трубы на отопление с большим запасом тоже смысла нет:

  • Это ненужный перерасход денежных средств, снижается инвестиционная эффективность замены труб и оборудования системы отопления.
  • Из-за маленькой скорости потока теплоносителя в трубах могут образовываться отложения, что ведет к уменьшению их пропускной способности.
  • Снижается эффективность из-за большего объема системы отопления. Она приобретает повышенную инерционность.
  • Возможно постоянное завоздушивание, что ведет в повышенному износу радиаторов отопления, теплообменника котла и других компонентов

По сути, при правильно выбранном диаметре труб отопления теплоноситель перемещается по трубопроводам в нужном количестве и определенном диапазоне скоростей. Таким образом при выборе диаметра труб для системы радиаторного отопления с принудительной циркуляцией необходимо отталкиваться от двух значений:

  • тепловая мощность отопительного контура
  • скорость потока теплоносителя в трубопроводе

Усредненно показатель тепловой мощности часто принимают 100 Вт/м. кв., хотя правильнее заказать профессиональный расчет. Теплопотери, которые напрямую определяют тепловую мощность, зависят от многих факторов: утепление дома, тип окон и дверей с ручками http://www.mirar-group.ru, климата в регионе и других. Скорость потока зависит от расхода теплоносителя и указывается производителями труб в специальных таблицах.

Расчет диаметра труб отопления по таблице

Дабы упростить «жизнь» начинающим застройщикам, специалистами уже составлены специальные таблицы по которым можно подобрать нужный диаметр при ΔТ=20 град.С (разница температур между подачей и обраткой).
Ниже таблица подбора диаметра трубы для отопления при ΔТ=20 град. С:

Алгоритм подбора следующий:

  • Перемещаясь по столбцам с показателем скорости потока жидкости 0,4-0,6 находим нужный показатель теплового потока.
  • По крайнему левому столбцу определяем требуемый внутренний диаметр трубопровода.
  • По таблицам производителя, в зависимости от внутреннего диаметра, находим нужный наружный диаметр.

Пример расчета

Например, есть дом 60 кв. метров.
По среднему показателю теплопотерь 100 Вт/м.кв., требуемый тепловой поток 6000 Вт. Применяем коэффициент запаса 1,2 — 6000*1,2=7200 Вт
В таблице максимально приближенным будет значение 7185 Вт при скорости потока 0,5 м/с.
По крайнему левому столбцу внутренний диаметр трубы будет равным 15 мм.
По таблице производителя находим требуемый наружный диаметр трубы. Например, для универсальной металлопластиковой трубы TECEFlex (стр. 11) ближайшее значение в сторону увеличения — 18 мм. Это труба универсальная многослойная (PE-Xc\Al\PE) 25 мм. Аналогично смотрим ассортимент Экопластик стр. 7. Нам подойдет полипропиленовая труба Stabi 25 мм.

Соответствие тепловой мощности и диаметра

Проектировщиками и монтажниками уже подобраны оптимальные соотношения тепловой мощности и наружного диаметра отопительной пластиковой трубы (как в каталоге производителей).

  • Для 3000-5000 Вт — подойдет труба 20 мм
  • 6000-9000 Вт — 25 мм
  • 10000-15000 Вт — 32 мм
  • 16000-21000 Вт — 40 мм
  • 22000-32000 Вт — 50 мм

Данные показатели являются усредненными и, особенно если тепловая мощность находится вблизи пограничного значения, лучше обратиться к специалистам. Но с большой долей вероятности можно утверждать, что если требуемая тепловая мощность контура, например, 12 кВт (площадь около 120 м. кв.), то разводку системы отопления с принудительной циркуляцией нужно проводить пластиковыми трубами диаметром 32 мм.

Следует учесть, что все вышенаписанное относится только к выбору диаметра. Кроме этого, при проектировании системы отопления дома нужно выбрать трубы с учетом эксплуатационных параметров (температуры и давления), особенностей монтажа (замоноличенные, под гипсокартоном или плинтусом, открытые или другое), по типу соединения (сварка, запрессовка, обжим, пресс-соединения).

видео-инструкция как рассчитать своими руками, особенности трубопроводов, цена, фото





Как выполняется расчет диаметров трубопроводов отопления при известной мощности котла? Как подсчитать минимальный диаметр для отдельного участка контура? В этой статье нам предстоит познакомиться с формулами, используемыми при вычислениях, и сопроводить знакомство примерами расчетов.

Мы научимся вычислять внутренний диаметр трубы. Стоит помнить, что обычно они маркируются внешним.

Зачем это нужно

А в самом деле – для чего необходим расчет диаметров труб отопления? Почему просто-напросто не взять трубы заведомо избыточного размера? Ведь тем самым мы обезопасим себя от чрезмерно медленной циркуляции в контуре.

Увы, у такого подхода есть несколько серьезных недостатков.

  • Материалоемкость и, соответственно, цена погонного метра растет пропорционально квадрату диаметра. Расходы будут далеко не копеечными.

Заметьте: для сохранения того же рабочего давления при увеличении диаметра трубы приходится увеличивать толщину стенок, что дополнительно увеличивает материалоемкость.

  • Что не менее важно, увеличившийся диаметр трубопровода означает увеличение объем теплоносителя и, соответственно, выросшую тепловую инерционность системы. Она будет дольше прогреваться и дольше остывать, что не всегда желательно.
  • Наконец, при открытой прокладке толстых труб отопления они не очень-то украсят помещение, а при скрытой – увеличат глубину штроб в стенах или толщину стяжки на полу.

Спрятать в штробы толстые трубы заметно сложнее.

Формулы

Поскольку мы с вами, уважаемый читатель, не посягаем на получение диплома инженера-теплотехника, не станем лезть в дебри.

Упрощенный расчет диаметра трубопровода отопления выполняется по формуле D=354*(0,86*Q/Dt)/v, в которой:

  • D – искомое значение диаметра в сантиметрах.
  • Q – тепловая нагрузка на соответствующий участок контура.
  • Dt – дельта температур между подающим и обратным трубопроводами. В типичной автономной системе она равна примерно 20 градусам.
  • v – скорость потока теплоносителя в трубах.

Похоже, для продолжения нам не хватает кое-каких данных.

Чтобы выполнить расчет диаметра труб для отопления, нам нужно:

  1. Выяснить, с какой максимальной скоростью может двигаться теплоноситель.
  2. Научиться рассчитывать тепловую мощность всей системы и ее отдельных участков.

Скорость теплоносителя

Она должна соответствовать паре граничных условий.

С одной стороны, теплоноситель должен оборачиваться в контуре примерно три раза за час. В противном случае заветная дельта температур заметно увеличится, сделав нагрев радиаторов неравномерным. Кроме того, в сильные холода мы получим вполне реальную возможность разморозки наиболее холодных участков контура.

Медленная циркуляция привела к разморозке радиатора.

С другой стороны, избыточно большая скорость породит гидравлические шумы. Засыпать под гул воды в трубах – удовольствие, скажем так, на любителя.

Допустимым считается диапазон скоростей потока от 0,6 до 1,5 метров в секунду; при этом в расчетах обычно используется максимально допустимое значение – 1,5 м/с.

Тепловая мощность

Вот схема ее расчета для нормированного теплового сопротивления стен (для центра страны – 3,2 м2*С/Вт).

  • Для частного дома за базовую мощность берутся 60 ватт на кубометр помещения.
  • К ним добавляется 100 ватт на каждое окно и 200 – на каждую дверь.
  • Результат умножается на региональный коэффициент, зависящий от климатической зоны:
Средняя температура января Коэффициент
-40 2,0
-25 1,6
-15 1,4
-5 1
0 0,8

Средняя температура января на карте страны.

Так, помещение объемом 300 м2 с тремя окнами и дверью в Краснодаре (средняя температура января – +0,6С) потребует (300*60+(3*100+200))*0,8=14800 ватт тепла.

Для зданий, тепловое сопротивление стен которых значительно отличается от нормированного, используется еще одна упрощенная схема: Q=V*Dt*K/860, где:

  • Q – потребность в тепловой мощности в киловаттах.
  • V – объем отапливаемого помещения в кубометрах.
  • Dt – разница температур между помещением и улицей в пик холодов.

Полезно: температуру в помещении лучше брать соответствующей санитарным нормам, уличную – среднему минимуму за последние несколько лет.

  • К – коэффициент утепления здания. Откуда брать его значения? Инструкция отыщется в очередной таблице.
Коэффициент утепления Описание ограждающих конструкций
0,6 – 0,9 Пенопластовая или минераловатная шуба, утепленная кровля, энергосберегающие тройные стеклопакеты
1,-1,9 Кладка в полтора кирпича, однокамерные стеклопакеты
2 – 2,9 Кладка в кирпич, окна в деревянных рамах без утепления
3-4 Кладка в полкирпича, остекление в одну нитку

Откуда брать нагрузку для отдельного участка контура? Она рассчитывается по объему помещения, которое отапливается этим участком, одним из приведенных выше способов.

Пример расчета

Итак, в теории мы знаем, как рассчитать диаметр трубы отопления.

Давайте подтвердим теоретические знания практикой и своими руками выполним расчет для следующих условий:

  • Нам необходимо вычислить диаметр розлива в частном доме площадью 100 квадратных метров.
  • Высота потолка в доме – 2,8 метра.
  • Стены представляют собой кадку газобетонными блоками марки D600 толщиной 40 см с наружной пенопластовой шубой толщиной 150 мм.

Пенопластовая шуба сведет потери тепла к минимуму.

  • Дом расположен в Комсомольске-на-Амуре Хабаровского края (средний минимум температуры января – -30,8 С). Внутреннюю температуру примем равной +20 С.

Вначале вычислим потребность в тепловой мощности.

Утепление явно обеспечит тепловое сопротивление лучше нормированного, что заставит нас обратиться к второй из приведенных схем расчета.

  1. Внутренний объем дома равен 100*2,8=280 м3.
  2. Дельта температур между улицей и домом в худшем для нас случае будет равна 50 градусам.
  3. Коэффициент утепления примем равным 0,7.
  4. Расчетная мощность бытового отопительного котла должна быть не менее 280*50*0,7/860=11,4 КВт.


Осталось выполнить собственно расчет диаметра трубы для отопления. Он будет равным 354*(0.86*11,4/50)/1,5=2,4 см, что соответствует стальной ВГП трубе ДУ 25 или полипропиленовой трубе с внешним диаметром 32 мм.

На фото – полипропиленовый отопительный розлив.

Заключение

Позволим себе напомнить, что нами приведены предельно упрощенные схемы расчетов. Как всегда, дополнительную тематическую информацию читатель сможет обнаружить в прикрепленном к статье видео. Успехов!

Расчёт диаметра труб для отопления

Трубы являются одними из самых распространённых, разнообразных и необходимых изделий. Их назначения и сферы использования так многочисленны, что и перечислить сложно. Трубопроводы для выполнения самых разных задач изготавливают из металла, стекла, пластика, керамики. Размеры варьируются, могут быть от миллиметра и до огромных труб для транспортировки нефти и газа.

В данной статье разберём, как рассчитать диаметр труб для отопления. Не стоит недооценивать важность расчёта, потому что неточности в выборе трубного диаметра могут существенно ухудшить гидродинамику отопительного контура, снизить коэффициент полезного действия и стать причиной слишком высоких затрат на приобретение труб забольшого диаметра.

Ключевые параметры труб:

  • усреднённый диаметр;
  • внешний диаметр трубы;
  • внутренний трубный диаметр;
  • материал трубопровода.

Советы перед расчётом и установкой системы

Узнать необходимый диаметр трубопровода под отопление очень важно, так как именно от этого параметра зависит гидродинамическое сопротивление и пропускная способность контура. Ещё перед расчётом требуется чётко определиться с типом труб и их материалом.

Нанесённая маркировка для изделий различается. Трубы из пластика маркируют с указанием наружного диаметра, а из чугуна и стали – по внутреннему диаметру. Взять на заметку этот факт придётся, если установка трубопровода будет осуществляться комбинированным способом.

Перед самой работой также необходимо составить схему планируемой системы отопления, выбрать диаметр труб для отопления в частном доме и купить все материалы. К тому же найти комплектующие, в том числе тройники, клапаны, переходники и воздушные клапаны.

Подробнее о переходниках и фитингах можно прочитать в этой статье

Расчёт диаметра трубы для отопления должен производиться аккуратно и внимательно, в какой последовательности всё рассчитывать рассмотрим ниже.

Что нужно для расчёта

Как правило, вычисления начинают с определения тепловой мощности – Q. Необходимое количество тепла узнают произведением объёма помещения V в м³ на норму, которая равна 40 Вт/м³.

Q = V х 40 Вт/м³

Затем устанавливают тип системы отопления: одно- или двухтрубная. Для загородных домов лучше подойдёт 2-трубная, однако для будущего расчёта выбор типа системы – не самое важное.

Лучше направить своё внимание на выбор метода движения теплового носителя:

  • будет ли он конвекционным либо естественным;
  • либо же принудительным, с использованием насоса циркуляции.

Главное отличие этих методов в том, что при организации системы выбирается уклон отопительных труб при естественной циркуляции, где жидкость движется самотёком, а второй вариант подразумевает движение с помощью насоса, что делает скорость обмена тепла намного выше.

Скорость движения теплового носителя – очень важный показатель.

В зависимости от него, в том числе, выбирают диаметр труб для обогрева. Расчётные единицы для естественной циркуляции – от 0,3 м/с. Скорость движения теплоносителя зависит от напора, поэтому при выборе варианта с естественной циркуляцией он определяется высотой подъёма расширительного бачка открытого типа. Каждый метр подъёма добавляет величину давления в 0,1 атм.

Рассчитать объем расширительного бака можно тут

В случае с циркуляцией при помощи насоса выбирают величину скорости – 0,7 м/с. Высчитывая скорость необходимо идти на определённые уступки, ведь при высокой скорости появляется шум в системе и существенно повышается гидравлическое сопротивление, а при очень низкой — забольшие размеры отопительных изделий приведут к увеличению финансовых затрат. Потому зачастую выбирают меньший диаметр в связи с:

  • облегчённым монтажом;
  • относительно низкой стоимостью труб диаметра поменьше;
  • увеличением динамичности системы при меньшем количестве жидкости.

Расчёт по этапам

Вы определили исходные данные: нарисовали схему отопительной системы, решили с типом, вовремя рассчитали величину тепловой мощности для всех помещений? Тогда действуйте дальше. Обычно расчёт начинают с наиболее удалённого помещения.

Объёмный расход жидкости вычисляют по формуле:

G = 0.86*Q / 20
где:
G – объёмный расход теплоносителя, кг/ч;
Q – расчётное количество тепла, Вт;
20 – температурная разница в подаче и «обратке». Для расчётов равна 20 °C.

По приведённой формуле определяют массу жидкости, однако горячая вода характеризуется при 80 °C плотностью р = 971.6 кг/м³. Потому объёмный расход Vo вычисляют формуле:

Vo = G / р

При знании объёма и скорости движения нетрудно вычислить площадь поперечного сечения:

S = Vo / (3600 х Vт)
где:
S – площадь поперечного сечения;
Vo – расход (объёмный) теплового носителя;
Vт – выбранная скорость потока жидкости.

И в конце производят расчёт диаметра:

D = корень квадратный из выражения 4S /3,14.

После того, как вы вычислили диаметр для дальней комнаты, рассчитать размер трубопровода для следующего помещения не составит труда. Однако стоит помнить, что через это помещение необходимо пропустить суммарное количество тепла для двух комнат и т.п. Расчёт в целом не трудный, но для тех, кто не занимался ранее подобными вычислениями, достаточно громоздок.

Потому для того, чтобы облегчить сам процесс, существуют таблицы, дающие ответ и решающие задачу – как определить диаметр трубы для отопления. Из таблиц чётко ясно: диаметр отопительных труб с естественной циркуляцией нужен большой, так как скорость движения потока 0,3 м/с. Выбирать трубы стоит по ближайшему большему диаметру, взяв на заметку несовпадение логики маркировки труб из разных материалов:

  1. Водогазопроводные трубы из стали – прописан внутренний диаметр.
  2. Электросварные изделия из стали – наружный диаметр.
  3. Полиэтиленовые, металлопластиковые, из полиэтилена низкого давления, полипропиленовые трубы для отопления – диаметр наружный.

Диаметры медных и стальных труб для отопления:

Таблица диаметров труб

Каким диаметром должны быть трубы отопления полипропилен

Вы решили использовать изделия из полипропилена и не знаете, как подобрать диаметр в связи с вышеприведёнными формулами? Аналогично. Однако у труб из полипропилена большой срок службы, около века, потому система отопления, которая правильно рассчитана и качественно установлена, будет служить довольно долго. Загляните в таблицу диаметров труб для отопления.

Наружный диаметр, мм PN10 PN20 PN30
Внутренний диаметр Толщина стенки Внутренний диаметр Толщина стенки Внутренний диаметр Толщина стенки
16     10.6 2.7    
20 16.2 1.9 13.2 3.4 13.2 3.4
25 20.4 2.3 16.6 4.2 16.6 4.2
32 26.0 3.0 21.2 5.4 21.2 3.0
40 32.6 3.7 26.6 6.7 26.6 3.7
50 40.8 4.6 33.2 8.4 33.2 4.6
63 51.4 5.8 42 10.5 42 5.8
75 61.2 6.9 50 12.5 50 6.9
90 73.6 8.2 6 15    
110 90 10 73.2 18.4    

Полипропиленовые трубопроводы пользуются популярностью, так как они стоят не так дорого, как металлические, экологичны и внешне привлекательны. К тому же и установка контуров систем при применении подобных изделий становится существенно проще. Существуют специальные аппараты для сварки труб, разные переходники, фитинги, краны и иные нужные комплектующие. Процесс установки чем-то напоминает сборку системы из конструктора.

Подробнее о разновидностях и способах монтажа полипропиленовых труб для отопления читайте в этой статье

Оребрённые трубы

Такие изделия изготавливаются методом поперечно-винтовой прокатки. На них наносятся рёбра, увеличивающие площадь поверхности, которая отдаёт тепло. Применение таких труб даёт возможность сократить вес тепловых обменников, потому что тепло будет отдавать и оребрённая труба, по которой циркулирует жидкость.

Оребренная труба

Такая труба, если сравнивать её с обычной гладкой, имеет площадь теплового обмена в 2-3 раза больше. Популярности оребрённых труб мешает их высокая стоимость. Изделия выполняются из алюминия, латуни и меди. Организация системы отопления с использованием такого типа трубопроводов требует существенных денежных затрат, потому их расчёт в этой статье не будем рассматривать.

При не очень разветвлённой и сложной системе трубный диаметр можно рассчитать самостоятельно. Для этого необходимо иметь данные о тепловых потерях помещения и мощность каждого радиатора. Потом, заглянув в таблицу, можно определить сечение трубы, соответствующей подаче нужного количества тепла. Расчёт трудных многоэлементных схем лучше оставить для профессионалов. В крайнем случае, рассчитайте сами, но постарайтесь хотя бы получить консультацию.

Какой диаметр трубы выбрать для отопления

Система отопления — важная составляющая комфортного проживания в доме или квартире. Естественно, если эта система грамотно спроектирована и правильно установлена. На стадии проектирования нужно уточнить такие вопросы, как: какой мощности должен быть котёл, какой диаметр трубы выбрать для отопления, из какого материала должны быть трубы, какая их протяжённость, сколько необходимо радиаторов отопления, как это всё должно быть соединено? Эти и многие другие детали играют важную роль при монтаже в последующей эксплуатации системы.

Диаметр труб для отопления, как и материал, из которого они изготовлены, влияет на общие расчёты: мощности котла, количества и размеров радиаторов отопления. Зная диаметр труб, а также их характеристики, можно учитывать общую теплоёмкость системы, количество жидкости, которая будет в ней циркулировать, скорость её обмена, потери тепла. От диаметра труб косвенно зависит протяжённость трубопровода и тип его прокладки.

Чтобы ответить на вопрос, какой диаметр трубы выбрать для отопления, необходимо учитывать: где будут проложены трубы и в каких условиях, их предназначение (для радиаторов, для тёплого пола), тип отопления (центральное, индивидуальное). Неправильный выбор диаметра труб может привести к снижению общего КПД системы отопления. Если выбирать трубы «наугад», по принципу «чем больше — тем лучше», можно добиться снижения эффективности системы и перерасхода ресурсов. Ведь главная задача хорошей системы отопления — высокий коэффициент полезного действия при низких расходах.

Какой диаметр трубы выбрать для отопления?

Чтобы правильно подобрать диаметр труб, нужно понимать, что обычно труба служит только для доставки теплоносителя к радиаторам отопления, которые и отдают основную часть тепла в комнаты. И только в системах тёплого пола трубы служат нагревательным элементом, производящим обогрев. Чем больший диаметр трубы, тем меньше давление в контуре отопления. Если цифры диаметра слишком большие, эффективность теплоотдачи будет падать.

Среди монтажников отопления существует мнение, что диаметр труб для отопления должен быть как можно меньше. Ведь в таком случае: стоимость материалов будет меньшей, монтировать такие трубы проще, нагрев теплоносителя осуществляется быстрее. Это справедливо, если при этом получаются цифры не ниже расчётных, для каждой конкретной системы. В противном случае увеличивается нагрузка на котёл отопления, возможна вероятность возникновения струйных шумов в трубах и снижения её эффективности.

Чтобы выбрать нужный диаметр труб для отопления, также нужно учитывать помещение, в котором они будут смонтированы. Для частного дома или квартиры в многоэтажном доме с индивидуальным отоплением диаметр трубы может быть одним, для квартиры с централизованным обогревом — другим. Поэтому лучше всего для расчёта воспользоваться специальными таблицами, учитывающими разные параметры. Хорошим инструментом для правильного расчёта являются специализированные калькуляторы на профильных сайтах.

На сегодняшний день для отопления используют металлические (медные, нержавеющие и стальные), полимерные и металлопластиковые трубы. Причём изделия из металлопластика и разных типов полимеров практически вытеснили трубы из металла. Часто даже для замены участков металлических отопительных трубопроводов применяют трубы из полимеров.

Полипропиленовые трубы для отопления относят к категории малых, то есть — до 110 мм в диаметре. Обычно же в системах отопления большинства квартир или домов используют трубы таких диаметров: 20, 25, 32, 40 мм. Реже — больших.

Также необходимо учитывать, что для полимерных труб указывается внешний диаметр. При расчёте нужного диаметра трубы нужно ориентироваться на внутренний, напрямую связанный с пропускной способностью. Для того, чтобы узнать внутренний диаметр, если он не указан, надо от внешнего диаметра отнять удвоенное значение толщины стенки.

Расчет диаметра труб для отопления

Чтобы узнать, какой диаметр трубы выбрать для отопления, необходимо знать:

  • примерную скорость потока теплоносителя в системе (например, 0,4; 0,5 метров в секунду),
  • расход воды, измеряемый в кг/час,
  • мощность теплового потока.

Начинать расчёт стоит с определения тепловой мощности для нагрева определённого помещения. Например, известно, что для отопления 1 м² нужно 100 Вт тепловой энергии (при условии, что высота потолков не больше 3 м). Значит для комнаты в 30 м² нужно 3 кВт тепловой мощности.

Если добавить к этому значению 10 % запаса, получится, что для того, чтобы создать комфортные условия в комнате площадью 30 м², потребуется 3,3 кВт. Такой мощности будут примерно соответствовать трубы диаметров 20 мм.

Естественно, эту цифру нужно проверить, учитывая мощность котла, скорость потока теплоносителя, количество радиаторов. Обычно онлайновые калькуляторы позволяют учитывать эти данные при расчёте диаметра трубы для отопления.

Просмотры: 557

Подбор диаметра труб в двухтрубной системе отопления

При двухтрубной разводке самое главное не ошибиться с выбором диаметра трубы. Иначе прогрев будет не равномерным, а то и вообще будет отсутствовать на некоторых отопительных приборах. Данный материал построен исключительно на собственном опыте работы. Если его придерживаться, то всё будет работать.

Сначала определим основные термины:

  • подающая труба — труба любого диаметра, по которой нагретый теплоноситель поступает к радиаторам, теплому полу, конвекторам и т.п., (См. также: Двухтрубная система отопления частного дома)
  • обратная труба — труба любого диаметра, по которой теплоноситель возвращается к котлу, в правильной двухтрубной системе диаметры подающей и обратной трубы равны в одинаковых точках.
  • плечо — отвод трубы через тройник в дополнительном направлении, плечи могут быть и у уже существующего плеча. Их всегда два, по количеству отводов у тройника.

У большинства бытовых котлов диаметр подающего и обратного патрубков равен 1-му дюйму (d25) или дюйму с четвертью (d32). Есть котлы у которых диаметр выходов составляет три четверти (d20). С такими котлами лучше строить однотрубную схему. Давайте рассмотрим линейку диметров. Она выглядит следующим образом: d32, d25, d20, d16. Главное правило формирования диаметра трубы: после каждого тройника диаметр уменьшается на одну позицию при проходе от котла к последнему радиатору. Например: у вас от котла идет труба d32. На первый радиатор у вас отходит d16. Дальше идет уже d25. На второй радиатор отходит d16. Дальше идет d20. На третий радиатор отходит d16. И на последний идет d16. Мы видим, что на трубе «висит» 4 радиатора. (См. также: Современное водяное отопление)

А что делать если радиаторов больше? Очень просто. Разводим трубу на два плеча. Из котла выходит d32. Через тройник распускаем две трубы, но уже d25. От каждой d25 отводим по d16 на радиаторы, дальше идет d20. От каждой d20 отводим d16 еще на два радиатора, дальше идет d16 еще на два радиатора. Как видите, у нас уже шесть радиаторов. Так же, совершенно достоверно могу сказать, что если сделать от d16 отвод d16 на два радиатора и кинуть дальше d16 еще на два радиатора, то такая система будет работать. Поэтому у нас уже вписывается восемь радиаторов.

Рассмотренная система будет работать без балансировки. Если же будут какие либо отклонения от данного принципа, то вам необходимо будет балансировать радиаторы, то есть при помощи вентилей ограничивать поток на наиболее горячих для того, чтобы тепло доходило до менее нагретых. Чем больше у вас радиаторов, тем менее эффективно работает система. Восемь — наиболее оптимальный вариант.

Основные диаметры стальных труб для системы отопления частного дома

Данный параметр очень важен для обеспечения эффективности обогрева. Неправильный выбор диаметров труб для отопления отражается на объеме теплоносителя (следовательно, увеличении затрат на эксплуатацию системы при превышении нормы), его скорости (возможно появление постоянных шумов), а также гидравлических потерях.

Чтобы уже после окончания первого же сезона не заниматься переделкой контура, следует сразу определиться с оптимальным сечением монтируемых изделий. Как это сделать и что учесть при выборе труб по диаметру – со всем этим поможет разобраться предлагаемая статья.

Рассматривается только вариант с трубами стальными. Если для системы используются изделия из других материалов (меди, пластиков), то численные значения будут несколько иными.

Что учесть при выборе диаметра труб

  • К каждому товару прилагается спецификация, в которой отражены различные характеристики, в том числе, и размеры.  Применительно к диаметру стальной трубы производители указывают только внутренний.  Не путать с пластиковыми образцами, для которых в документации прописывается наружный!
  • При расчетах необходимо в качестве ориентира брать выходной патрубок котла. Именно под величину его сечения подбираются образцы.
  • Единой рекомендации по выбору диаметров стальных труб для отопительной системы быть не может по определению, так как все контура отличаются друг от друга, и нередко – принципиально. Поэтому при монтаже сложной по конфигурации (схеме) системы следует пользоваться соответствующими таблицами и ориентироваться на тепловую нагрузку и пропускную способность. Например, если дом в 2 – 3 этажа и дополнительно производится отопление пристроенного гаража (сарая, теплицы, бани) одним теплогенератором. В подобных случаях вычисления производятся индивидуально, причем для каждой нитки (линии), и учитывается множество нюансов.

Для большинства частных домов сложными расчетами можно пренебречь, тем более что есть пределы допусков, которые позволяют ограничиться определением примерной величины диаметра на той или иной «нитке» и подобрать соответствующую продукцию из ассортимента.

Практика подтверждает, что допущенные погрешности не сильно влияют на функционирование небольшой по протяженности системы отопления. Поэтому можно отметить лишь основные моменты, которые нужно принять к сведению при определении диаметров труб из стали.

Рекомендации

  1. Диаметр трубы на входе котла («обратка») не может превышать аналогичную характеристику изделия, присоединяемого к его выходу – или такой же, или чуть меньше.
  2. Если на трассе имеются отводы (разветвления), то до первого из них сечение изделий не меняется (в случае соединения – сварного или резьбового – нескольких колен).
  3. Подключение любых приборов – отопительных (радиаторы), контрольных или технологических (расширительный бак) делается трубами ½ ».

На заметку!

Перевести дюймы в метрическую систему несложно. Достаточно значение диаметра (внутреннего!) умножить на 2,54 (см) или 25,4 (мм).

Примеры подбора диаметров стальных труб отопления

(варианты)

Приводить какие-либо формулы и примеры расчетов вряд ли целесообразно, так как не каждый читатель сможет самостоятельно оперировать исходными данными (а их еще нужно правильно определить). В принципе, вышеизложенной информации вполне достаточно, чтобы выбрать стальные трубы по диаметру для системы отопления небольшого частного строения.

Трубы и калибровка труб | Спиракс Сарко

Бернулли связывает изменения в общей энергии текущей жидкости с рассеиваемой энергией, выраженной либо в терминах потери напора hf (м), либо в единицах удельных потерь энергии g hf (Дж / кг). Само по себе это не очень полезно, если не будет возможности предсказать потери давления, которые возникнут в определенных обстоятельствах.

Здесь вводится один из наиболее важных механизмов рассеивания энергии в текущей жидкости, то есть потеря общей механической энергии из-за трения о стенку однородной трубы, по которой проходит устойчивый поток жидкости.

Потери общей энергии жидкости, протекающей по круглой трубе, должны зависеть от:

L = Длина трубы (м)

D = Диаметр трубы (м)

u = Средняя скорость потока жидкости (м / с)

μ = динамическая вязкость жидкости (кг / м · с = Па · с)

курсивом p — body text.jpg = Плотность жидкости (кг / м³)

kS = Шероховатость стенки трубы * (м)

* Поскольку рассеяние энергии связано с напряжением сдвига на стенке трубы, характер поверхности стенки будет иметь значение, поскольку гладкая поверхность будет взаимодействовать с жидкостью иначе, чем шероховатая поверхность.

Все эти переменные собраны вместе в уравнении Д’Арси-Вейсбаха (часто называемом уравнением Д’Арси) и показаны как уравнение 10.2.1. Это уравнение также вводит безразмерный термин, называемый коэффициентом трения, который связывает абсолютную шероховатость трубы с плотностью, скоростью и вязкостью жидкости, а также диаметром трубы.

Термин, который связывает плотность, скорость и вязкость жидкости, а также диаметр трубы, называется числом Рейнольдса в честь Осборна Рейнольдса (1842-1912, из колледжа Оуэнс, Манчестер, Соединенное Королевство), который первым применил этот технический подход к потерям энергии при протекании. жидкости около 1883 года.

Уравнение Д’Арси (Уравнение 10.2.1):

Читатели в некоторых частях мира могут узнать уравнение Д’Арси в несколько иной форме, как показано в уравнении 10.2.2. Уравнение 10.2.2 аналогично уравнению 10.2.1, но не содержит константы 4.

Проектирование и выбор трубопровода. Оптимальный диаметр трубопровода

Трубопроводы для транспортировки различных жидкостей являются неотъемлемой частью агрегатов и установок, реализующих рабочие процессы, относящиеся к различным областям применения.При выборе труб и конфигураций трубопроводов большое значение имеет стоимость самих труб и стоимость арматуры. Окончательная стоимость передачи среды по трубопроводу во многом определяется размером труб (диаметром и длиной). Для расчета этих значений используются специально разработанные формулы, характерные для определенных типов операций.

Труба — это полый цилиндр из металла, дерева или другого материала, используемый для транспортировки жидких, газообразных и гранулированных сред. Переносимая среда может включать воду, природный газ, пар, нефтепродукты и т. Д.Трубы используются повсеместно, начиная с различных отраслей промышленности и заканчивая домашним хозяйством.

При производстве труб можно использовать различные материалы, такие как сталь, чугун, медь, цемент, пластик, например АБС-пластик, поливинилхлорид, хлорированный поливинилхлорид, полибутилен, полиэтилен и т. Д.

Диаметр трубы (внешний, внутренний и т. Д.) И толщина стенки, измеряемая в миллиметрах или дюймах, являются основными размерами трубы. Также используется такое значение, как номинальный диаметр или условное отверстие — номинальное значение внутреннего диаметра трубы, также измеряемое в миллиметрах (обозначается Ду ) или дюймах (обозначается DN).Значения номинального диаметра стандартизированы и являются основным критерием при выборе трубы и соединительной арматуры.

Соответствие условного прохода в [мм] и [дюймах] указано ниже.

По ряду причин, указанных ниже, трубы с круглым (круглым) поперечным сечением являются предпочтительным вариантом по сравнению с другими геометрическими поперечными сечениями:

  • Circle имеет минимальное отношение периметра к площади; применительно к трубам это означает, что при одинаковой пропускной способности расход материала для труб круглой формы будет минимальным по сравнению с трубами другой формы.Это также подразумевает минимально возможные затраты на изоляционные и защитные покрытия;
  • Круглое поперечное сечение — наиболее выгодный вариант для перемещения жидких или газообразных сред с гидродинамической точки зрения. Кроме того, благодаря минимально возможной внутренней площади трубы на единицу ее длины трение между перекачиваемой жидкостью и трубой сводится к минимуму.
  • Круглая форма наиболее устойчива к внутреннему и внешнему давлению;
  • Процесс производства круглых труб достаточно прост и удобен в реализации.

Трубы могут сильно различаться по диаметру и конфигурации в зависимости от назначения и области применения. Поскольку магистральные трубопроводы для перекачки воды или нефтепродуктов могут достигать почти полуметра в диаметре при довольно простой конфигурации, а змеевики, также выполненные в виде трубы малого диаметра, имеют сложную форму с большим количеством витков.

Невозможно представить любой сектор промышленности без трубопроводной сети. Расчет любой трубопроводной сети включает в себя выбор материалов труб, составление ведомости материалов, в которую входят данные о толщине, размере, маршруте и т. Д. Трубы.Сырье, промежуточный продукт и / или готовый продукт проходят различные стадии производства, перемещаясь между разными аппаратами и агрегатами, которые соединены трубопроводами и арматурой. Правильный расчет, выбор и установка системы трубопроводов необходимы для надежной реализации всего технологического процесса и обеспечения безопасной передачи рабочих сред, а также для герметизации системы и предотвращения утечки переносимых веществ в атмосферу.

Не существует универсальной формулы или правила для выбора трубопровода для любого возможного применения и рабочей среды.Каждая область применения трубопровода включает в себя ряд факторов, которые следует принимать во внимание и которые могут существенно повлиять на требования к трубопроводу. Например, при работе с жидким навозом крупногабаритный трубопровод не только увеличит стоимость установки, но и создаст трудности в эксплуатации.

Обычно трубы выбираются после оптимизации материальных затрат и эксплуатационных расходов. Чем больше диаметр трубопровода, т.е. чем больше первоначальные вложения, тем меньше перепад давления и, соответственно, меньше эксплуатационные расходы.И наоборот, небольшой размер трубопроводов позволит снизить первоначальную стоимость труб и арматуры; однако повышенная скорость повлечет за собой повышенные потери и приведет к затратам дополнительной энергии на прокачку среды. Скорости, фиксированные для различных приложений, основаны на оптимальных расчетных условиях. Эти значения с учетом области применения используются при расчетах размеров трубопроводов.

Особенности конструкции

при использовании тепловых трубок

Джордж Мейер, Celsia Inc.

Введение

Эта статья предназначена для предоставления рекомендаций по проектированию при использовании тепловых трубок для наиболее распространенных типов электронных приложений: от мобильных до встроенных вычислений и приложений серверного типа с рассеиваемой мощностью от 15 до 150 Вт при размерах кристаллов процессора от 10 до 30 мм. квадрат. Обсуждение ограничено этими условиями, поскольку приведенные рекомендации не обязательно применимы к приложениям силовой электроники. Кроме того, обсуждение сосредоточено на наиболее распространенном типе тепловых трубок — i.е. Медная трубка с фитилем из спеченной меди, рабочая жидкость — вода. Статья также не предназначена для предоставления подробного анализа правильной конструкции тепловых трубок и радиаторов, а скорее для предоставления рекомендаций по количеству и размеру используемых тепловых трубок, а также для предоставления рекомендаций по оценке размера радиатора и определения методов крепления. радиатора к печатной плате. Поскольку в этой статье не рассматриваются основы работы с тепловыми трубками, для тех читателей, которые не знакомы с этой технологией, хорошие обзоры можно найти в [1-4].

В качестве помощи: Рисунок 1 служит для обзора конструкции тепловой трубы и принципа ее работы. На внутренние стенки трубы наносится фитильная структура (спеченный порошок). Жидкость (обычно вода) добавляется в устройство и закрывается под вакуумом, после чего фитиль распределяет жидкость по всему устройству. Когда к зоне испарителя подводится тепло, жидкость превращается в пар и перемещается в зону с более низким давлением, где она охлаждается и возвращается в жидкую форму.Затем капиллярное действие перераспределяет его обратно в секцию испарителя.

Рисунок 1. Конструкция тепловой трубы и принцип работы.

Применение тепловых трубок следует рассматривать, когда тепловая конструкция ограничена теплопроводностью или когда нетепловые цели, такие как вес, не могут быть достигнуты с помощью других материалов, таких как твердый алюминий и / или медь. При проектировании тепловых трубок для теплового решения необходимо учитывать следующие факторы:

  • Эффективная теплопроводность
  • Внутренняя структура
  • Физические характеристики
  • Радиатор

и обсуждаются в следующих разделах.

1,0 Эффективная теплопроводность

Регулярно публикуемые данные по теплопроводности тепловых труб обычно составляют от 10 000 до 100 000 Вт / м · К [4]. Это в 250-500 раз больше теплопроводности твердых меди и алюминия соответственно. Однако не стоит полагаться на эти цифры для типичных электронных приложений. В отличие от твердого металла, эффективная теплопроводность медных тепловых трубок сильно зависит от длины тепловой трубки и, в меньшей степени, от других факторов, таких как размер испарителя и конденсатора, а также количество передаваемой энергии.

На рисунке 2 показано влияние длины на эффективную теплопроводность тепловой трубы. В этом примере три тепловые трубки используются для передачи тепла от источника питания мощностью 75 Вт. В то время как теплопроводность 10000 Вт / мК достигается при длине тепловых трубок чуть менее 100 мм, длина 200 мм составляет менее одной трети обычно публикуемой максимальной теплопроводности, составляющей 100000 Вт / мК. Как видно из расчета эффективной теплопроводности по формуле Уравнение (1) , эффективная длина тепловой трубы является функцией адиабатической длины, длины испарителя и конденсатора:

K eff = Q L eff / (A ΔT) (1)

где:

K eff = Эффективная теплопроводность [Вт / м.K]

Q = передаваемая мощность [Вт]

L eff = Эффективная длина = (испаритель L + конденсатор L ) / 2 + L адиабатический [м]

A = Площадь поперечного сечения [м 2 ]

ΔT = разница температур между секциями испарителя и конденсатора [° C]

Рис. 2. Измеренная эффективная теплопроводность тепловой трубы в зависимости от длины.

2,0 Внутренняя структура

Данные о производительности тепловых трубок, указанные поставщиком, обычно подходят для стандартных приложений, но могут быть ограничены для специального использования.Даже если ограничить текущее обсуждение версиями из меди / воды / спеченного фитиля, настройка тепловых трубок может заметно повлиять на эксплуатационные и рабочие характеристики.

Изменения внутренней структуры тепловой трубки, в первую очередь пористости и толщины фитиля, позволяют настраивать тепловые трубки в соответствии с конкретными рабочими параметрами и рабочими характеристиками. Например, когда тепловая труба заданного диаметра должна работать при более высоких нагрузках или против силы тяжести, капиллярное давление в фитиле должно увеличиваться.Для более высокой пропускной способности (Q max ) это означает больший радиус пор. Для эффективной работы против силы тяжести (конденсатор ниже испарителя) это означает меньший радиус пор и / или увеличенную толщину фитиля. Кроме того, можно изменять как толщину фитиля, так и пористость по длине одной трубки. Поставщики, специализирующиеся на изготовлении тепловых трубок, будут регулярно использовать медные порошки и / или уникальные оправки, изготовленные по индивидуальному заказу, чтобы конечный продукт отвечал требованиям приложений.

3.0 Физические характеристики

В случае тепловых трубок размер имеет наибольшее значение. Однако изменение внешнего вида приведет к ухудшению характеристик любой данной тепловой трубы, то есть к сплющиванию и изгибу, в дополнение к влиянию силы тяжести.

3.1 Сплющивание

Таблица 1 показывает Q max для наиболее распространенных размеров тепловых труб в зависимости от диаметра. Как отмечалось ранее, Q max может отличаться от производителя стандартных тепловых трубок.Таким образом, для обеспечения сопоставления данных, представленных в Таблица 1 , она взята из проекта, в котором принимал участие автор.

Примечание. * Горизонтальная работа. ** Используется более толстый фитиль по сравнению с тепловыми трубками от 3 до 6 мм.

Обычно сплющенные медные тепловые трубки можно сплющить максимум до 30–60% от их первоначального диаметра. Некоторые могут возразить, что более реалистичной является нижняя фигура, прежде чем осевая линия начнет сжиматься, но на самом деле это зависит от техники.Например, цельные паровые камеры, которые начинают свою жизнь как очень большая тепловая труба, можно сузить до 90%. В связи с этим автор хотел бы предоставить эмпирическое правило того, насколько производительность будет ухудшаться при уменьшении толщины на каждые 10%, но это было бы безответственно. Почему? Ответ сводится к тому, сколько избыточного парового пространства доступно до того, как тепловая трубка будет сплющена.

Проще говоря, для наземных тепловых трубок важны два предела производительности: предел фитиля и предел пара.Предел фитиля — это способность фитиля транспортировать воду из конденсатора обратно в испаритель. Как уже упоминалось, пористость и толщина фитиля могут быть настроены для конкретных применений, что позволяет изменять Q max и / или способность работать против силы тяжести. Предел пара для конкретного применения зависит от того, сколько места доступно для движения пара от испарителя к конденсатору.

Фитиль (красный) и пар (синий) линии на Рис. 3 обозначают соответствующие ограничения для различных размеров тепловых трубок, показанных в Таблице 1 .Меньший из этих двух пределов определяет Q max , и, как показано, предел пара превышает предел фитиля, хотя и незначительно для 3-миллиметровой тепловой трубки. По мере того, как тепловые трубы сплющиваются, площадь поперечного сечения, доступная для движения пара, постепенно уменьшается, эффективно смещая ограничение пара. Пока предел парообразования превышает предел фитиля, Q max остается неизменным. В этом примере мы решили сплющить тепловые трубки в соответствии со спецификациями Таблица 1 .Как видно из предела парообразования плоской трубы (зеленая пунктирная линия) на , рис. 3 , предельное значение паров ниже предела фитиля, что снижает Q max . Сглаживание 3 мм только на 33% приводит к тому, что предел парообразования становится определяющим фактором, в то время как 8-миллиметровая труба должна быть сглажена более чем на 60%, чтобы это произошло.

Примечание. Если не указано иное, диаметр тепловой трубы является круглым. Рис. 3. Измеренные пределы производительности тепловой трубы в зависимости от геометрии, фитиля и пределов пара.

3,2 Гибка

Изгиб тепловой трубки также повлияет на максимальную допустимую мощность, для чего следует иметь в виду следующие практические правила. Во-первых, минимальный радиус изгиба в три раза больше диаметра тепловой трубы. Во-вторых, каждые 45 градусов изгиба уменьшают Q max примерно на 2,5%. Из Таблица 1 , 8-миллиметровая тепловая трубка, сплющенная до 2,5 мм, имеет Q max 52 Вт. Изгиб на 90 градусов приведет к дальнейшему уменьшению на 5%.Новый Q max будет 52 — 2,55 = 49,45 Вт. Дополнительная информация о влиянии изгиба на характеристики тепловой трубы приведена в [5].

3.3 Работа против силы тяжести

На рисунке 4 показано, как относительное положение испарителя и конденсатора может повлиять как на Q max , так и на выбор тепловой трубы. В каждом случае Q max уменьшается примерно на 95% от одного крайнего положения к другому. В ситуациях, когда конденсатор должен располагаться ниже испарителя, используется спеченный материал для уменьшения радиуса пор и / или увеличения толщины фитиля.Например, если 8-миллиметровая тепловая трубка оптимизирована для работы против силы тяжести (-90 ° ), ее Q max можно увеличить с 6 Вт до 25 Вт.

Примечание: Испаритель над конденсатором = -90 ° Рис. 4. Измеренное влияние производительности круглой тепловой трубы в зависимости от ориентации и диаметра.

4.0 Выбор тепловых трубок

Следующий пример, кратко изложенный в Таблица 2 , представлен, чтобы проиллюстрировать, как тепловые трубы могут использоваться для решения тепловой проблемы для источника тепла мощностью 70 Вт с размерами 20 мм x 20 мм и одним изгибом тепловой трубы на 90 градусов, необходимым для передачи тепла. от испарителя к конденсатору.Кроме того, тепловые трубки будут работать в горизонтальном положении.

Для максимальной эффективности тепловые трубки должны полностью закрывать источник тепла, ширина которого в данном случае составляет 20 мм. Из таблицы 1 следует, что есть два варианта: три круглые трубы диаметром 6 мм или две плоские трубы диаметром 8 мм. Помните, что три конфигурации размером 6 мм будут размещены в монтажном блоке с промежутком 1-2 мм между тепловыми трубками.

Тепловые трубки могут использоваться вместе для распределения тепловой нагрузки. Конфигурация 6 мм имеет Q max 114 Вт (3 x 38 Вт), а конфигурация с плоским 8 мм имеет Q max 104 Вт (2 x 52 Вт).

Это просто хорошая практика проектирования — предусмотреть запас прочности, и обычно рекомендуется использовать 75% номинального Q max . Поэтому выберите 85,5 Вт для 6 мм (75% x 104 Вт) и 78 Вт для 8 мм (75% x 104 Вт)

.

Наконец, необходимо учесть влияние изгиба. Изгиб на 90 градусов уменьшит Q max каждой конфигурации еще на 5%. Таким образом, результирующая величина Q max для конфигурации 6 мм составляет чуть более 81 Вт, а для конфигурации 8 мм — 74 Вт, что выше, чем у охлаждаемого источника тепла мощностью 70 Вт.

Как видно из этого анализа, обе конфигурации тепловых трубок подходят для передачи тепла от испарителя к конденсатору. Так зачем выбирать одно вместо другого? С механической точки зрения это может просто сводиться к высоте батареи радиатора на испарителе, то есть конфигурация 8 мм имеет более низкий профиль, чем конфигурация 6 мм. И наоборот, эффективность конденсатора может быть повышена за счет ввода тепла в трех местах по сравнению с двумя, что требует использования конфигурации 6 мм.

5.0 Радиаторы

Существует множество вариантов: от ребер пакетов на молнии до экструдированных стопок ребер, каждый со своей стоимостью и характеристиками. Хотя выбор радиатора может заметно повлиять на эффективность рассеивания тепла, наибольший прирост производительности для любого типа теплообменника дает принудительная конвекция. В таблице 3 сравниваются преимущества и недостатки для ряда радиаторов, некоторые из которых показаны на Рис. 5 .

Рисунок 5. Конструкции радиаторов, характеристики которых приведены в таблице 3.

В качестве отправной точки для определения выбора радиатора можно использовать Уравнение (2) для оценки требуемого объема радиатора для данного приложения:

V = Q R v / ΔT (2)

где: V = объем радиатора [см 3 ], Q = рассеиваемое тепло [Вт], R v = объемное тепловое сопротивление [см 3 — ° C / Вт], ΔT = максимально допустимая температура разница [° C].

Таблица 4 содержит рекомендации по диапазону объемного теплового сопротивления радиатора в зависимости от условий воздушного потока.

Независимо от того, идет ли речь о теплообменнике, расположенном локально или удаленно от источника тепла, варианты сопряжения с ними тепловых труб идентичны и включают в себя основание с пазами, монтажный блок с пазами и методы прямого контакта, как показано на рис. 6 .

Рисунок 6. Сопряжение конденсатора с тепловой трубкой.

Само собой разумеется, что просто припаять круглую трубу к плоской поверхности далеко не оптимально.Круглые или полукруглые канавки следует выдавить или обработать механической обработкой в ​​радиаторе. Желательно, чтобы размер канавок был примерно на 0,1 мм больше диаметра тепловой трубки, чтобы оставалось достаточно места для припоя.

Радиатор, показанный на Рис. 6 (a) использует как локальный, так и удаленный радиатор. Экструдированный теплообменник предназначен для размещения слегка сплющенных тепловых трубок, помогая максимизировать контакт между медной монтажной пластиной и источником тепла. Блок ребер с удаленной штамповкой используется для дальнейшего повышения тепловых характеристик.Эти типы теплообменников особенно полезны, потому что трубы могут проходить прямо через центр пакета, уменьшая потери проводимости по длине ребер. Поскольку для этого типа ребер не требуется опорная плита, можно уменьшить вес и стоимость. Опять же, отверстия, через которые монтируются тепловые трубки, должны быть на 0,1 мм больше диаметра трубы. Если бы труба была полностью круглой у источника тепла, потребовалась бы более толстая монтажная пластина с канавками, как показано на Рис. 6 (b)

Если потери теплопроводности из-за опорной плиты и дополнительного слоя TIM по-прежнему недопустимы, дальнейшая шлифовка и механическая обработка тепловых трубок допускают прямой контакт с источником тепла, как показано на Рис. 6 (c) .Повышение производительности за счет этой конфигурации обычно приводит к снижению повышения температуры на 2–8 ° C. В случаях, когда требуется прямой контакт источника тепла с тепловыми трубами, следует рассмотреть возможность установки паровой камеры, которая также может быть установлена ​​напрямую из-за ее улучшенной способности рассеивать тепло.

Основная причина выбора решения с тепловыми трубками — это улучшенная производительность. Таким образом, использование термоленты или эпоксидной смолы в качестве основного средства крепления радиатора к матрице не подходит.Вместо этого с тепловыми трубками часто используются три типа механических приспособлений; все они соответствуют требованиям стандартов MIL-810 и NEBS Level 3 к ударам и вибрации.

Рис. 7. Способы крепления тепловых трубок для небольших (маломощных) радиаторов.

Наконец, типичные способы крепления тепловых трубок для небольших (маломощных) радиаторов показаны на рис. 7 . На рис. 7 (a) показана штампованная монтажная пластина. Хотя для этого требуется два отверстия в печатной плате, этот метод обеспечивает лучшую защиту от ударов и вибрации по сравнению с термолентой или эпоксидной смолой, а также с некоторым сжатием TIM — требуется сжатие до 35 Па. Рисунок 7 (b) показывает подпружиненные пластиковые или стальные нажимные штифты, которые дополнительно увеличивают сжатие TIM примерно до 70 Па. Установка выполняется быстро и просто, но для удаления требуется доступ к задней части печатной платы. Нажимные штифты не должны рассматриваться ни для чего, кроме требований к легким ударам и вибрации. Подпружиненные металлические винты, Рис. 7 (c) , обеспечивают высочайшую степень защиты от ударов и вибрации, поскольку они являются наиболее надежным методом крепления радиатора к кристаллу и печатной плате.Они предлагают самую высокую предварительную нагрузку TIM примерно (520 Па).

Сводка

Было предоставлено руководство по проектированию использования медных трубок с тепловыми трубками со спеченным медным фитилем с использованием воды в качестве рабочего тела. Как указано выше, при выборе тепловой трубы необходимо учитывать ряд факторов, включая эффективную теплопроводность, внутреннюю структуру и физические характеристики, а также характеристики теплоотвода.

Список литературы

[1] Гарнер, С.D., «Тепловые трубки для систем охлаждения электроники», ElectronicsCooling , сентябрь 1996 г., https://electronics-cooling.com/1996/09/heat-pipes-for-electronics-cooling-applications/, по состоянию на 15 августа, 2016.

[2] Graebner, J.E., «Heat Pipe Fundamentals», ElectronicsCooling , , июнь 1999 г., https://electronics-cooling.com/1999/05/heat-pipe-fundamentals/, по состоянию на 15 августа 2016 г.

[3] Загдуди, М.К., «Использование систем охлаждения с тепловыми трубками в электронной промышленности», ElectronicsCooling , декабрь 2004 г., https: // electronics-Cooling.com / 2004/11 / use-of-heat-pipe-cool-systems-in-the-electronics-industry /, по состоянию на 15 августа 2016 г.

[4] Петерсон, Г.П., Введение в тепловые трубы: моделирование, тестирование и приложения, John Wiley & Sons, Нью-Йорк, США, (1994).

[5] Мейер, Г., «Как изгиб влияет на работу тепловых труб и паровой камеры?» Ноябрь 2015 г., http://celsiainc.com/blog-how-does-bending-affect-heat-pipe-vapor-chamber-performance/, по состоянию на 15 августа 2016 г.

[6] Мейер, Г., «Конструктивные соображения при использовании тепловых трубок (часть 2)», август 2016 г., http://celsiainc.com/design-considerations-when-using-heat-pipes-pt-2/, по состоянию на 15 августа 2016 г.

Джордж Мейер

— ветеран тепловой промышленности с более чем тридцатилетним опытом работы в области управления температурным режимом электроники. В настоящее время он является генеральным директором Celsia Inc., компании по проектированию и производству, специализирующейся на изготовлении нестандартных радиаторов с использованием тепловых трубок и паровых камер.Ранее г-н Мейер проработал в Thermacore двадцать восемь лет на различных руководящих должностях, включая председателя подразделения компании на Тайване. Он имеет более 70 патентов на технологии теплоотвода и тепловых труб и является председателем тепловых конференций Semi-Therm и IMAPS в районе Сан-Франциско.

Контактная информация:

Джордж Мейер
Генеральный директор
Celsia Inc
3287 Kifer Road, Santa Clara CA, 95051
Электронная почта : gmeyer @ celsiainc.com

Размер подающей трубы котельного трубопровода Качество ОВКВ Отопление 101

Размер подающего трубопровода котла — расчет расхода

Для получения расчетного расхода при подборе насоса используйте следующую формулу: Измерьте самый длинный участок в контуре в футах и добавьте к этому измерению 50%. Умножьте это число на 0,04, чтобы получить напор насоса. Напор насоса относится к способности насоса перемещать воду через контур и всему сопротивлению в контуре или трению контура.Другой метод определения напора насоса — это измерение самого длинного участка трубопровода в контуре с последующим добавлением потерь на трение для каждого клапана, колена и фитинга. Для этого необходимо использовать таблицу, которую можно получить у поставщика циркуляционного насоса HVAC.

Расчет БТЕ для труб с горячей водой и плинтуса

БТЕ — это количество энергии, необходимое для подъема 1 фунта воды до 1 ° по Фаренгейту. Вес воды составляет 8,33 фунта. Каждая отдельная комната должна быть рассчитана на необходимое количество БТЕ для удовлетворения спроса, а затем это количество складывается.Это основано на расчете потерь тепла в помещении.

Например, для дома с потребностью в тепле 100 000 БТЕ и ΔT 30 ° потребуется расход около 7 галлонов в минуту. (немного меньше по следующей формуле: (8,33 * 60 * 30 ° ΔT) = X. 100000 / X даст вам 6,7 галлона в минуту. Это означает, что минимальный размер, необходимый для доставки соответствующего количества БТЕ для удовлетворения спроса, будет составлять 1 дюйм труба стальная или медная.

Delta Δ T | Размер трубопровода котла

Расход трубопровода и размер трубы — очень важно, чтобы это было сделано правильно, поскольку слишком большой расход снижает эффективность, как описано выше, и может иметь пагубные последствия для котел.Все производители чугунных котлов хотят, чтобы дельта Δ T котла находилась в определенном диапазоне. Некоторые из них имеют температуру 20 ° F, а другие — 30 ° F. Превышение этого диапазона температур вызовет проблемы с любым котлом, поскольку вы заменяете горячую воду более холодной водой с более широким диапазоном температур, чем может преодолеть любая конструкция чугунных котлов.

Это то же самое, что нагреть кусок чугуна или стали до экстремальной температуры и затем полить его холодной водой. В конце концов, он треснет. Если чугунный котел треснет, это нехорошо, и его нужно будет заменить.Существуют способы преодоления высокого ΔT

1) Добавить обходной контур котловой системы между подающей и обратной линиями в трубопроводе около котла

2) Измените расположение трубопроводов на первичный / вторичный тип трубопровода с развязывающим контуром.

3) Добавьте циркуляционный насос с регулируемой скоростью и регулятором ΔT для поддержания максимального ΔT для котла.

4) Добавьте отводную петлю к трубопроводу котла. Некоторые из этих методов лучше других, и потребуется профессионал, чтобы сказать вам, какой из них лучше всего подходит для вашей конкретной установки.Лучший метод не всегда может быть самым дешевым.

Клапаны для регулирования расхода трубопроводов котла

Клапан тройного действия регулирует поток в промышленных трубопроводах.

Размер подающей трубы котлового трубопровода

Консультации — Специалист по спецификациям | Выбор труб и материалов для трубопроводов

Джефф Болдт, ЧП, LEED AP, FASHRAE, FPE, HBDP; Кейт Стоун, ЧП

17 сентября 2018 г.

Цели обучения

  • Разберитесь в плюсах и минусах различных материалов трубопроводов.
  • Ознакомьтесь с некоторыми вопросами, связанными с совместимостью материалов.
  • Узнайте о проблемах коррозии в гидравлических и бытовых системах трубопроводов.

Так же, как свойства различных материалов труб сильно различаются (см. Таблицу 1), важность этих свойств широко варьируется в зависимости от проекта. Выбор материала трубопровода зависит от области применения и качества воды. Например, в системах отопления часто используются стальные трубы из-за их низкой стоимости, прочности и устойчивости к теплу, тогда как в системах с чистой водой, вероятно, будут использоваться трубы из чистого полипропилена (PP) или поливинилиденфторида (PVDF).

Основные свойства материала

Сталь прочная, жесткая и имеет низкий коэффициент теплового расширения. Он также тяжелый (для его транспортировки может потребоваться несколько рабочих) и подвержен коррозии. Иногда ее называют углеродистой или черной сталью, чтобы отличить ее от нержавеющей и оцинкованной стали. Вся сталь по определению содержит углерод.

Сталь

часто используется для закрытых гидравлических систем, потому что она недорогая, особенно по сравнению с другими материалами в системах с высоким давлением, а коррозия в этих системах относительно легко контролируется.Он также является хорошим выбором для паровых и пароконденсатных систем, поскольку хорошо выдерживает высокие температуры и давления, а коррозия обычно не является проблемой для паропроводов. Тем не менее, коррозия является проблемой в пароконденсатных трубах, и многие инженеры указывают стальные трубы сортамента 80 просто потому, что для прохождения коррозии требуется примерно в два раза больше времени, чем у трубы сортамента 40.

Если амины (обычно циклогексиламин, морфолин или диэтилэтаноламин (DEAE) подаются должным образом для нейтрализации pH конденсатной трубы, конденсатные трубы могут прослужить весь срок службы здания.Некоторые владельцы зданий не хотят, чтобы эти химические вещества содержались в паре, который может использоваться для увлажнения из-за проблем со здоровьем; однако отказ от использования этих аминов может потребовать замены трубопровода из нержавеющей стали (SS) или добавления отдельной системы «чистого пара» для увлажнения и стерилизации медицинских инструментов.

Жесткость важна, потому что она определяет расстояние между подвесами. Стальные трубы изготавливаются длиной 21 фут, и подвески могут быть разнесены на такое большое расстояние для труб большого диаметра.Однако для более гибких материалов могут потребоваться подвесы на расстоянии не менее 4 футов от центра или даже непрерывно. Обратитесь к ANSI / MSS SP-58: Подвески и опоры для труб — материалы, конструкция, изготовление, выбор, применение и установка для получения подробной информации о подвесках и расстоянии между подвесками.

Низкий коэффициент теплового расширения сводит к минимуму необходимость в расширительных петлях и компенсаторах. Однако высокая жесткость стали означает, что, хотя она меньше расширяется, она оказывает очень большие усилия на анкеры.

Труба из оцинкованной стали — это стальная труба, погруженная в ванну с цинком (см. Рисунок 1). Цинкование имеет два метода уменьшения коррозии:

  • Он покрывает поверхность, как краска, и в большинстве случаев образует прочный оксидный слой, такой как алюминий и нержавеющая сталь.
  • Он представляет собой расходуемый анод (цинк) для защиты от коррозии вместо коррозии стали.

Оцинкованная стальная труба имеет все преимущества стальной трубы, а также улучшенную коррозионную стойкость в большинстве сред, хотя и по несколько более высокой стоимости.Цинкование почти идеально подходит для областей применения, где его периодически смачивают и сушат (например, дорожные знаки и ограждения). Он может выйти из строя в средах с высоким содержанием натрия (например, умягченная вода, которая вначале была очень жесткой), потому что натрий заставляет прилипшую оксидную пленку отделяться и реагировать больше как стальная труба, где оксид отслаивается. Если сваривается оцинкованная труба, сварщик должен быть осторожен, чтобы стачивать необработанную сталь. Ремонт цинкования с внутренней стороны трубы затруднен или невозможен.Если в интерьере требуется сплошной оцинкованный слой, подумайте о механических соединениях. (Более подробную информацию можно получить через Американскую ассоциацию гальванизаторов.)

Медная труба часто используется как в гидравлической, так и в бытовой технике, особенно для 2-дюймовых. и трубы меньшего диаметра. Однако некоторые подрядчики предлагают заменить оцинкованные стальные трубы для бытового водоснабжения медными до 6 дюймов. по размеру, особенно на Среднем Западе. Медь — дорогой материал, но имеет то преимущество, что весит меньше стали, и для ее установки может потребоваться меньшее количество сотрудников, в зависимости от веса и ограничений профсоюзов.Кроме того, медь обычно более благородна и устойчива к коррозии, чем сталь или оцинкованная сталь.

В индустрии HVAC большая часть меди — это твердая (закаленная) медь типа L (средней толщины), хотя подземная мягкая (отожженная) медь часто относится к типу K (толстая). Дренажный, сливной и вентиляционный трубопровод (DWV) тоньше (тип M).

Нержавеющая сталь широко считается устойчивой ко всем видам коррозии. Это верно во многих случаях, но не во всех. Анаэробная и хлоридная коррозия могут повлиять на SS.Самый распространенный сплав — нержавеющая сталь 304, который добавляет в сталь 18% хрома и 8% никеля. 304L имеет пониженное содержание углерода, чтобы свести к минимуму склонность SS к коррозии сварных швов. SS с обозначением L рекомендуется для всех SS, которые будут свариваться и могут иметь проблемы с коррозией, такие как выхлопные газы и некоторые системы трубопроводов. 316 и 316L добавляют молибден, чтобы снизить восприимчивость к хлоридам.

В последнее десятилетие мы видели, что более тонкая нержавеющая сталь предлагается в качестве альтернативы стальным оцинкованным трубам и медным трубам большего диаметра, в первую очередь для бытовых трубопроводов для питьевой воды.Если это сделать неправильно, есть одна потенциальная проблема (см. «Смешивание материалов может вызвать проблемы»).

SS требует некоторого количества кислорода для образования приставшего оксидного слоя, как у алюминиевых автомобильных колес. Обычно это не проблема в системах водяного отопления / охлаждения или системах бытового водоснабжения, но в большой системе хранения охлажденной воды уровень кислорода может стать достаточно низким, чтобы возникли проблемы с коррозией, вызванной микробами (известной как MIC).

Есть много марок СС. В целом сплавы серии 300 наиболее устойчивы к коррозии и немагнитны.Серия 400 тверже, устойчивее к истиранию, выдерживает более высокие температуры и обладает магнитными свойствами. Сплавы серии 200 используются в мойках и в тех местах, где допустима меньшая устойчивость к коррозии.

Чугун (CI) используется в основном в канализационных и ливневых системах. В этих применениях он имеет очень хорошую коррозионную стойкость. Недостаток в том, что наиболее распространенные суставы не зажаты. Большинство соединений из чугуна являются вставными или без ступицы. Вставные соединения очень хорошо работают под землей, где давление почвы помогает остановить движение трубы.Однако над землей существует риск того, что труба может отделиться, если произойдет закупорка и давление станет слишком высоким. Оцинкованная сталь, в первую очередь для ливневых систем, с механическими муфтами или трубопроводами с пластиковым соединением, может быть указана, когда кажется возможным риск затопления из-за давления.

Ковкий чугун (DI) похож на чугун, за исключением того, что он имеет более низкий процент углерода и содержит отжиг и / или добавки, такие как магний, для образования другой (шаровидной) матрицы.Это делает его более прочным и пластичным, чем чугун. По коррозионной стойкости он очень похож на чугун. DI обычно используется для городских водопроводов. Для ливневой или канализационной канализации можно указать одну длину трубы прямого ввода, проходящей под опорами, чтобы в случае оседания конструкции труба изгибалась и не ломалась.

Duriron практически отсутствует на рынке, но его можно увидеть в проектах реконструкции. Это чугун с добавлением кремния для защиты от коррозии. Ранее он использовался для лабораторных систем удаления отходов.Чугунные форточки, которые «сверкают» на крыше — Duriron. Сегодня его обычно заменяют полипропиленом (PP), поливинилиденфторидом (PVDF) или иногда боросиликатным стеклом.

Трубопровод из поливинилхлорида (ПВХ) часто используется в жилых помещениях и становится все более популярным в коммерческих / промышленных приложениях. Его преимущество состоит в том, что он очень устойчив к большинству коррозии, но не к растворителям или некоторым маслам. Некоторые производители используют полиэфирное масло (POE) для очистки змеевиков HVAC и, в некоторых случаях, вызывают растрескивание труб для отвода конденсата из ПВХ.Хлорированный поливинилхлорид (ХПВХ) и акрилонитрилбутадиенстирол (АБС) также в значительной степени несовместимы с маслами POE.

Одна из проблем, связанных с ПВХ и ХПВХ, заключается в том, что они содержат хлор. Когда горит хлор, образуется горчичный газ. Хотя смертельные случаи не были вызваны горящей трубой в зданиях, выделяющей газообразный хлор, они прочитали по крайней мере одну статью о горящей копировальной машине из ПВХ, которая привела к гибели пожарных. Наибольшее беспокойство по поводу ПВХ вызывает близкое расположение подвесок и несоответствие установленному рейтингу распространения пламени / дыма 25/50 согласно NFPA 255: Стандартный метод испытания характеристик горения поверхности строительных материалов и ASTM E84: Стандартный метод испытания характеристик горения поверхности строительных материалов. Строительные материалы, требуемые строительными нормами для материалов, размещаемых в приточных коллекторах.Это также верно для полипропилена и большинства составов ХПВХ.

CPVC — это в основном ПВХ с добавлением сшитой молекулы хлора для повышения термостойкости. Обычно используется в системах горячего водоснабжения. Одним из недостатков систем трубопроводов из ПВХ, ХПВХ и большинства пластиковых и некоторых армированных волокном пластиков (FRP) систем является то, что они имеют фитинги с очень коротким радиусом, поэтому они имеют более высокие коэффициенты падения давления.

Полипропилен известен как олефин в ковровой промышленности, где он используется для изготовления ковров внутри и снаружи помещений.Преимущество полипропилена в том, что он работает с жидкостями при температуре до 210 ° F, и он очень устойчив к коррозии. Некоторые фирмы используют его для очистки кислотных отходов и (в форме без добавок) для систем чистой воды. Он также используется в некоторых трубопроводах для отходов молочной промышленности, где вода при температуре 210 ° F может стекать в канализацию, чтобы очистить затвердевший сыр. В целом, полипропилен является наиболее устойчивым к коррозии из всех материалов, кроме ПВДФ и других производных тефлона.

Поливинилиденфторид (PVDF) — это фторполимер, родственный тефлону.Дорого, но с прекрасными свойствами. Он может выдерживать 212 ° F жидкости, соответствует норме распространения пламени / дыма 25/50 для вытяжных коллекторов (и используется для внутренней обшивки городских автобусов, потому что он не горит, как другие пластмассы), и очень инертен ( т. е. его можно использовать для лабораторных или микрочиповых систем с водой высочайшей чистоты).

Трубы PEX (сшитый полиэтилен) стали очень популярными, особенно в системах водоснабжения жилых домов. Это прозрачный гибкий материал для труб, и некоторые его составы соответствуют требованиям 25/50 для пламени / дыма при размещении в коллекторах возвратного воздуха.Он очень гибкий, требует частой или постоянной поддержки.

Боросиликатное стекло когда-то было популярным материалом для лабораторных отходов. Он обладает высокой устойчивостью к коррозии, но стоит дорого и может вызвать проблемы, если в канализацию слить очень горячую воду. В современных лабораториях он обычно не используется.

FRP полезен для применений, где желательны коррозионная стойкость, стойкость к ультрафиолету (УФ) и большая жесткость, чем у пластмасс. Он имеет различные свойства коррозионной стойкости и прочности в зависимости от используемого пластика и волокна, а также от того, как оно ориентировано.Многие продукты позволяют выбирать различные внутренние покрытия, устойчивые к определенным химическим веществам. Трубопровод градирни — хорошее применение в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха при условии, что изделие имеет фитинги с низким коэффициентом потерь.

Способы соединения

Сварка — старая и надежная технология. Это в основном включает в себя плавление труб вместе. Сталь и полипропилен используют этот метод. Сварку можно использовать для оцинкованной стали, но отремонтировать цинковое покрытие на внутренней стороне труб практически невозможно, поэтому предпочтительнее механическое соединение.

Нарезание резьбы включает свинчивание труб вместе, обычно с помощью ниппеля с внутренней резьбой между двумя участками трубы с наружной резьбой. Нарезка резьбы обычна для стальных и оцинкованных стальных труб. Это также характерно для некоторых материалов пластиковых труб. Он используется для нержавеющей стали, но требует свежих штампов и анаэробного соединения для труб для создания герметичных соединений. Резьбовые соединения выдерживают нагрузки во всех направлениях.

Фланец стоит дорого, но практически надежен. Фланцевые соединения могут выдерживать любое желаемое давление и могут быть диэлектрическими для минимизации коррозии (см. Рисунок 2).

Механические муфты (см. Рисунок 3) выдерживают силы во всех направлениях, а также могут выдерживать любое желаемое давление. Сегодня мы наблюдаем движение к сборкам, сваренным в заводских условиях, которые соединяются в полевых условиях механическими муфтами, или к системам, которые полностью механически связаны, в основном в размерах более 2 дюймов. Доступны как жесткие, так и гибкие муфты. Некоторые проекты также включают вертикальные стояки, которые выигрывают от линейной гибкости «гибких» муфт, чтобы избежать деформационных швов или смещений, которые увеличивают размеры вала, чтобы предотвратить разрыв труб из-за сил сдвига на негибких стенках вала.Гибкие механические муфты также могут заменять гибкие соединения, в зависимости от геометрии и виброизоляции насоса или оборудования.

Коррозия

Коррозия очень важна для трубопроводных систем. Обычно в системах водяного отопления или охлаждения используются ингибиторы коррозии и, возможно, биоциды. Нитриты и молибдаты являются наиболее распространенными ингибиторами коррозии. Некоторые проектные фирмы устанавливают только молибдаты для систем с охлажденной водой, но допускают использование молибдатов или нитритов для систем отопления и водоснабжения, которые поднимают температуру воды выше 140 ° F зимой.Это связано с тем, что в прохладной воде нитриты могут быть пищей для микроорганизмов; микробиологическое «цветение» может происходить в системах с охлажденной водой.

Отдельные ингибиторы добавляются для защиты «желтых металлов», таких как медь. В гликолевых системах большинство поставщиков используют ингибитор фосфатной коррозии, потому что он также соответствует правилам Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов для пищевых продуктов, поэтому им нужно сделать только один продукт для пищевого и непищевого гликоля.

Однако, по крайней мере, один поставщик использует нитраты, поэтому каждый владелец должен вести учет того, что находится в их здании.Данных об эффективности лечения полунитратами и полуфосфатами нет; смешивание гликолей с ингибиторами различного химического состава не рекомендуется. Системы, содержащие гликоль, должны поддерживать концентрацию гликоля от 18% до 25%. Источники различаются по точному пределу, но ни один производитель не продает предварительно приготовленный гликоль с концентрацией ниже 20%; не рекомендуется использовать ничего ниже 25%.

Если этого не сделать, микроорганизмы могут быстро размножаться, потому что гликоль — это пища. Гликоль — это спирт, и, как и при производстве вина, до тех пор, пока его концентрация не станет токсичной, микроорганизмы будут размножаться.Никогда не допускайте подключения подпитки бытовой воды в гликолевой системе, иначе концентрация будет медленно снижаться, пока не возникнет серьезная проблема. Рекомендуется подающий бак, заполненный предварительно смешанным промышленным (не автомобильным) гликолем, реле давления и насос.

Сталь относительно невосприимчива к коррозии, если она находится в среде с высоким pH (например, стальная арматура в бетоне). Шкала pH является логарифмической и обычно находится в диапазоне от 0 до 14. Она показывает, насколько кислотным или основным является раствор, где 0 — самый кислый, а 14 — самый основной.PH 7 указывает на нейтральность. Диапазон pH от 8 до 10,5 обычно используется для трубопроводных систем, содержащих сталь. Однако сталь подвержена коррозии при низком pH или при воздействии на нее отдельных химикатов. Многие схемы защиты от коррозии полагаются на высокий pH, но это проблема для систем, которые включают котлы с алюминиевыми теплообменниками, потому что алюминий несовместим с высоким pH. Комбинация стальных труб и алюминиевых теплообменников требует очень узкого диапазона pH в гидравлических системах, обычно от 8 до 8.5.

Поверхностная конденсация — еще одна проблема. На Среднем Западе в некоторых системах принято не изолировать трубы PEX или другие пластиковые трубы, потому что не образуется конденсат. Но с точки зрения энергии PEX теряет тепло быстрее, чем медная труба. Это связано с тем, что больший внешний диаметр PEX обеспечивает большую площадь поверхности для передачи тепла.

Диэлектрическая арматура сегодня вызывает споры. Диэлектрические фланцы часто являются предпочтительным диэлектрическим фитингом, потому что, если диэлектрические фланцы указаны и подрядчик устанавливает не диэлектрические фланцы, единственное исправление — установка пластиковых изолирующих вставок для болтов — замена фланцев не требуется.Однако сегодня NFPA 70: Национальный электротехнический кодекс (NEC) требует соединения металлических трубопроводов бытовой воды, что препятствует диэлектрическому разделению, обеспечиваемому диэлектрическими фланцами, соединениями и, возможно, ниппелями.

Тщательно подумайте о материалах, которые вы указываете для трубопроводных систем. Каждый материал имеет отличное применение на рынке, но у каждого есть приложения, для которых он не подходит. Здесь были представлены плюсы и минусы нескольких широко используемых материалов, но эта статья лишь коснулась поверхности этой области инженерии.

Смешивание материалов может стать проблемой: знайте, какие материалы трубопроводов вы используете, чтобы минимизировать коррозию

За последнее десятилетие труба с более тонкими стенками с механическим соединением (нержавеющая сталь марки 10 304 или SS) стала более распространенной для труб диаметром 2,5 дюйма. и более крупные системы бытового водоснабжения. Он обеспечивает высокую коррозионную стойкость и более низкую стоимость монтажа по сравнению с оцинкованной сталью сортамента 40 или медной трубой типа L.

Стоимость материала из нержавеющей стали марки 10 304 почти такая же, как и у оцинкованной стали марки 40, но она вдвое меньше по весу, поэтому установка дешевле.Стоимость медного материала почти вдвое выше, чем у медного сплава 10 304 SS в этих размерах, но при аналогичных затратах на установку, поэтому он также имеет более высокую стоимость установки. Одна проблема, которая вызвала проблемы, заключается в том, что фитинги из нержавеющей стали марки 10 304 примерно на треть дороже, чем фитинги из оцинкованной стали категории 40, поэтому оцинкованные фитинги смешивают с прямыми трубами из нержавеющей стали с добрыми намерениями.

Считается, что и нержавеющая сталь, и оцинкованная сталь устойчивы к коррозии, а механическое соединение обеспечивает диэлектрическое разделение, что неверно.Диэлектрическая коррозия, которая возникает между цинкованием (цинком) и SS, очень велика, потому что материалы находятся почти на противоположных концах диаграммы благородства металлов. Коррозия цинка быстрая и серьезная (см. Рисунок 4).


Джефф Болдт является руководителем IMEG Corp., где он является директором по инновациям и качеству. Он также является членом ASHRAE TC 3.6 Обработка воды.

Кейт Стоун — младший директор и старший специалист по машиностроению в IMEG Corp., где он отвечает за техническую экспертизу и качество.

Hydronic Rules of Thumb — BORNQUIST — SANDBERG

Вы знаете достаточно, чтобы быть опасным?

Верно или неверно: системы водяного отопления предлагают своим владельцам максимальный комфорт и эффективность. Ответ, конечно же, ложный! Верно то, что правильно спроектированные и установленные гидронные системы предлагают максимальный комфорт и эффективность. Гидравлические или другие неправильно спроектированные системы имеют одни и те же проблемы: горячие и холодные зоны, большие перепады температуры и неэффективная работа.На протяжении более чем пятидесяти лет основным источником гидравлических систем и оборудования была компания Bell & Gossett. Little Red School House на фабрике B&G в Мортон-Гроув с более чем 60 000 выпускников буквально обучил нашу отрасль, и все это бесплатно!

Посетите ваш местный склад B&G Wholesaler и научитесь правильно проектировать системы водяного отопления. Узнайте о первичной вторичной перекачке, упрощенном зонировании, расчетах расхода и потери напора, контроле воздуха и точке без изменения давления, и это лишь некоторые из них.Научитесь спроектировать и установить наиболее удобную и эффективную систему отопления из имеющихся.

Прежде чем вы попадете на занятия, ознакомьтесь с десятью простыми практическими правилами проектирования гидравлических систем:

  1. PSI x 2,31 = футы напора (TDH)
  2. галлонов в минуту x дельта T x 500 = БТЕ / час
  3. Падение давления в системе трубопроводов = линейные футы самого длинного контура x 0,06
  4. Правильный расход котла в галлонах в минуту = мощность БТЕ / час. делится на 10,000
  5. Статическая высота в футах / 2.31 + 4 PSI = надлежащее давление заполнения
  6. Максимальная вместимость
    • Труба 1/2 ″ = 1,3 галлона в минуту = 13 000 БТЕ / час.
    • 3/4 ″ трубы = 3,5 галлона в минуту = 35 000 БТЕ / час.
    • 1 ″ Труба = 7,5 галлона в минуту = 75 000 БТЕ / час.
    • Труба 1-1 / 4 дюйма = 12 галлонов в минуту = 120 000 БТЕ / час.
    • Труба 1-1 / 2 ″ = 20 галлонов в минуту = 200 000 БТЕ / час.
    • 2 ″ трубы = 45 галлонов в минуту = 450 000 БТЕ / час.
  7. Максимальная мощность лучистого пола = 35 БТЕ / квадратный фут
  8. Типичная мощность системы таяния снега = 125 БТЕ / квадратный фут
  9. Оценка теплопотерь новостройки = 35 БТЕ / квадратный фут
  10. Оценка теплопотерь старого здания = 50 БТЕ / квадратный фут

Посетите местного оптового продавца чулок B&G, чтобы записаться в класс Little Red Schoolhouse для проектирования или обслуживания.

Связанные

Энергия | Бесплатный полнотекстовый | Подбор размеров труб для новой технологии распределения тепла

2.1. Сводка имитационной модели

В нашей имитационной модели каждому потребителю дается ситуация с одинаковым потреблением тепла, и, следовательно, из этой ситуации; оценивается активность подстанций вместе с выбранной температурой подачи в точке подключения. Посредством итеративной функции получаются температуры обратки от теплообменников отопления помещений и горячей воды для бытового потребления, а также массовый расход каждой подстанции.Минимальный массовый расход определяется на основе допустимого перепада температуры в рабочем трубопроводе (т. Е. В трубопроводе между подстанцией и распределительной трубой). Если массовый расход на подстанции больше необходимого минимума, то рециркуляционный поток отсутствует. Однако, если текущий массовый расход меньше минимального, соответствующая разница отделяется в третью трубу для рециркуляции для поддержания требований комфорта без температурного загрязнения.Сеть разделена на секции для определения распространения массового расхода: распределение в подающих трубопроводах и накопление в обратных трубах. Для получения годовой оценки было определено 20 случаев, состоящих из 10 различных временных интервалов в соответствии с распределением температуры наружного воздуха, включая суточные и ночные циклы. Целью первоначального анализа было установить новую концепцию технологии распределения тепла и оценить температурную ситуацию. Что касается потерь тепла, был применен упрощенный метод анализа третьей трубы, который состоял из отдельной трубы в земле с таким же размером.

В соответствии с рисунком 1, анализируемая территория представляет собой односемейный жилой район с низкой линейной плотностью тепла. Он состоит из 49 односемейных домов, расположенных в Линчёпинге, каждое жилое здание моделируется с площадью 140 м. 2 (т. Е. 140 кв.м), общей площадью 6860 м 2 . Общая протяженность сети составляет 1090 м, а самый длинный маршрут от точки подключения до последнего потребителя — 526 м. Выбранная область корпуса представляет собой одну из наиболее сложных ситуаций, связанных с падением давления в третьей трубе для рециркуляции, поскольку ожидается, что область с высокой плотностью тепла и низкой долей теплопотерь вызовет меньшую потребность в рециркуляционном потоке.Область корпуса является разветвленной, тогда как замкнутые системы могут облегчить работу системы. Однако для анализа падения давления в третьей трубе в наиболее сложных условиях была выбрана разветвленная система с низкой плотностью тепла.

Размеры труб в анализируемой сети рассчитаны на объемы горячей воды для бытовых нужд, а не на теплопроизводительность помещений. В небольшой распределительной сети, подобной наблюдаемой, разнообразие тепловой нагрузки для горячего водоснабжения невелико. Следовательно, от проектной мощности ГВС будут зависеть минимальные размеры труб.

Различие между средне- и низкотемпературным режимом работы подразделяется на третье (3GDH) и четвертое (4GDH) поколения технологий централизованного теплоснабжения, как определено в [8]. Неявно эти термины относятся к технологиям распределения без стратегии предотвращения температурного загрязнения между подачей и возвратом в период между отопительным сезоном. В частности, эти термины относятся к двухтрубным системам и поэтому могут быть обозначены как 3GDH-2P и 4GDH-2P. Следовательно, при внедрении третьей трубы в распределительных сетях в качестве стратегии предотвращения температурного загрязнения в системах централизованного теплоснабжения четвертого поколения (4GDH) маркировка должна быть 4GHD-3P, см. Краткое изложение терминологии в таблице 1.

2.2. Оценка удельных тепловых потерь

Этот раздел относится к первому исследовательскому вопросу об оценке удельных тепловых потерь для различных конфигураций труб. Если бы трехтрубные системы применялись с использованием стандартной сдвоенной трубы с одиночной трубой, гипотетическими результатами были бы повышенные потери тепла и повышенный спрос во время строительства (земляных работ). Если, с другой стороны, третья труба объединяется с текущими стандартными сдвоенными трубами во время производства, как показано на Рисунке 2, то гипотетический результат состоит в том, что любые потери тепла из-за рециркуляции могут быть уменьшены, в то время как выемка грунта остается постоянной.Могут возникнуть другие проблемы или требования при производстве или строительстве; тем не менее, в данной статье такие вопросы не анализируются. Чтобы создать основу для анализа общих коэффициентов теплопередачи, K [Вт / (м 2 K)], теоретическая основа для теплопотерь представлена ​​ниже. абзацы. Исследование стационарных потерь тепла из изолированных труб Валлентеном (1991) [11] представило приблизительные формулы для потерь тепла из труб, учитывая (i) потери тепла из одной или двух труб в земле, (ii) потери тепла из две трубы, залитые круглой изоляцией, и (iii) теплопотери от двух труб в земле, заделанных круглой изоляцией.Приблизительная формула потерь тепла из двух труб, встроенных в круглую изоляцию, приведена в европейском стандарте EN 15698-1: 2009 [12] для расчета коэффициента теплопотерь (линейного коэффициента теплопередачи) λ [Вт / (м · К)] . В соответствии со стандартом предпочтительный метод состоит в том, чтобы относить потери тепла к длине трубы, а не к площади горячей поверхности, как в случае коэффициента теплопередачи. Исследования, представленные Валлентеном [11], получены с использованием многополюсный метод расчета теплопроводных потоков тепла к трубам и между ними в составном цилиндре, который был представлен Беннетом, Клаессоном и Хеллстремом в 1987 г. [13], где также опубликован исходный код для вычислений.Многополюсный метод анализирует установившуюся теплопроводность в двумерной круговой области, перпендикулярной трубам. Определенная область считается однородной. Для определенной области трубы расположены внутри внутренней круглой области, которая окружена кольцевым пространством с различной теплопроводностью. Многополюсный метод был разработан для оценки отвода тепла из скважин и аккумулирования тепла грунтом. Этот метод представлен в более поздних исследованиях [14,15]. Приближенная формула, представленная в [11], рассматривает две трубы.Однако многополюсный метод можно использовать для определения стационарных двумерных тепловых потерь в трубах централизованного теплоснабжения с различными конфигурациями труб. В этой статье многополюсный метод используется для определения удельного теплового потока [Вт / м] для различных стандартных двухтрубных (сдвоенных) конфигураций и предлагаемых трехтрубных конфигураций. Представлена ​​информация, относящаяся к определению геометрии труб. в следующих параграфах. Информация о размерах стальных труб (DN15-1200) и размерах кожуха указана в Европейском стандарте EN 253: 2009 + A2: 2015 [16], а информация о конфигурациях рынка двухтрубных стальных труб (DN15-250), диаметрах обсадных труб. (серия изоляции 1–3), а расстояние между стальными трубами указано в [12].Никакой конкретной информации о стальных трубах в диапазоне диаметров DN6-10 не обнаружено. Эти небольшие размеры труб будут учитываться при оценке рециркуляционных труб. Следовательно, расчетные свойства этих небольших труб были получены из европейского стандарта EN 10220: 2002 [17]. Данных из [12,16,17] достаточно для определения геометрии для расчета потерь тепла для сдвоенных труб на каждой соответствующей изоляции. ряд. Кроме того, можно определить геометрию для двухтрубной конфигурации с дополнительной третьей рециркуляционной трубой, трехтрубной конфигурации.При изменении координат третьих труб подающая и обратная трубы оставались неподвижными в исходном положении. Центры рециркуляционных труб фиксируются по оси Y начала обсадной колонны и меняются по оси X в зависимости от количества смещений (см. Рисунок 2), так что минимальное расстояние от подающей и обратной труб составляет равно минимальному расстоянию между подающим и обратным трубопроводами согласно [12].

Классификация для оценки размеров организована в соответствии с обычной эталонной сдвоенной трубой, обозначенной (-), в то время как рециркуляционная труба разделена на несколько смещений вниз (5) в диапазоне от 0 до 4, где 0 обозначает рециркуляцию. труба с одинаковыми размерами с подающей и обратной трубами, 1 означает рециркуляционную трубу с меньшими размерами на один стандартный размер по сравнению с подающей и обратной трубами и т. д.Таким образом, по мере уменьшения размера третьей трубы расстояние от подающей и обратной труб регулируется так, чтобы соответствовать стандартному минимальному расстоянию между трубами.

Помимо координат для геометрии трубы, многополюсный метод требует числовых значений радиуса внешнего круга анализа и теплопроводности для внешней круглой области (грунт) и внутренней круглой области (изоляция).

Согласно [11], радиус внешнего круга можно заменить на удвоенную глубину.Непонятно, какова норма глубины при строительстве. Трубы не требуется прокладывать на незамерзающей глубине, которая в южной Скандинавии составляет примерно менее 1 м. Однако предполагаемая глубина прокладки трубы составляет 1 м [2]. Следовательно, численное значение диаметра внешнего круга выбрано равным 2 м. Согласно [5]. [16], теплопроводность изоляции в несохраняемых условиях не должна превышать 0,029 Вт / (м · К). Теплопроводность увеличивается с повышением температуры. Приблизительная формула для определения теплопроводности пенополиуретана в заданном температурном интервале была представлена ​​Бёмом и Кристьянссоном в 2005 году [18].Численное значение теплопроводности изоляционного материала в этом анализе установлено на 0,026 Вт / (м · К), что совпадает с значением, используемым одной из крупных компаний-производителей труб в каталоге продукции [19]. Теплопроводность почвы трудно оценить из-за различий в содержании влаги, составе и однородности почвы. Однако в настоящем анализе используется константа 1,5 Вт / (м · К), соответствующая [18]. Удельная мощность теплового потока задается как Φ / L [Вт / м] для каждой задействованной трубы.В целях моделирования индивидуальные значения этих труб пересчитываются в коэффициенты теплопередачи K [Вт / (м 2 , K)], которые относятся к площади поверхности труб со средой, а не к длине труб. Причина в том, что использование коэффициентов теплопередачи — обычная практика в фундаментальной теории теплопередачи. Следовательно, коэффициенты теплопередачи для труб подачи, возврата и рециркуляции определяются согласно уравнению (1):

Ki = Φi [(ti − tamb) πdoL]

(1)

Параметрический результат определяется изменением размера трубы (DN20-DN250), уровня изоляции (1–3), количества смещений (0–4) и температуры обратки (15–40 ° C).Другие параметры, температура подачи и температура рециркуляции, остаются постоянными при среднегодовых температурах, которые составляют 54 ° C для подающей трубы и 50 ° C для трубы рециркуляции, в то время как среднегодовая температура окружающей среды установлена ​​на 10 ° C. Изменение температуры обратного теплоносителя устанавливается с шагом Δt, равным 5 ° C, а промежуточные целочисленные значения генерируются посредством интерполяции.

2.3. Оценка потери давления

Этот раздел относится ко второму исследовательскому вопросу об оценке перепада давления.Расчетное условие для третьей трубы выполняется при отсутствии нагрузки. В анализе эта ситуация заменяется случаем самых высоких температур наружного воздуха в ночное время, когда потребители не испытывают ни потребности в отоплении помещений, ни в ГВС. Расчетные условия связаны с низкими расходами; таким образом, ожидается небольшая потеря напора.

Самый длинный маршрут по сети также является критическим маршрутом, представляющим самые высокие потери напора, поскольку все другие более короткие возможные маршруты наблюдаемой сети зон должны иметь меньшую общую потерю напора.Таким образом, для отображения ситуации с давлением используется самый длинный маршрут.

Падение давления Δp [Па] определяется и суммируется для каждой длины участка трубы L [м] для самого длинного маршрута в конкретной сети (см. Рисунок 1, согласно уравнению (2) в [2]). Минимальный расход рециркуляции m˙ [кг / с] определен в [10]. В уравнении коэффициент трения λ = 0,025 [-] и плотность ρ = 1000 [кг / м 3 ] рассматриваются как постоянные, в то время как внутренний диаметр трубы d i [м] изменяется соответственно в зависимости от по конфигурации трубы.Падение давления зависит от внутреннего диаметра трубы, возведенного в степень пяти. Следовательно, изменения внутреннего диаметра трубы имеют большое влияние на результат падения давления:

Δp = — (8λLdi5π2ρ) м˙2.

(2)

Обычно используемый критерий заключается в том, что градиенты давления в направлении потока подачи должны соответствовать значениям удельного падения давления, которое находится в диапазоне от 50 до 200 Па / м [2], поскольку дальнейшее увеличение мощности насоса приводит к уменьшению отдачи от увеличенного скорость потока.Соответствующие условия давления должны применяться к направлению рециркуляционного потока. Мощность накачки P el [Вт] для расчетных условий рассчитывается в соответствии с уравнением (3), приведенным в [2]. В случае центрального метода управления требуемая высота подъема давления Δp насоса [Па] для рециркуляционной трубы соответствует наибольшему падению давления в зоне корпуса согласно уравнению (2). Учитывается КПД насоса η [-], и в данном случае используется плоский 0,8:

Pel = (Δppumpηpump) V˙.

(3)

Таким образом, в точке соединения для области корпуса общая сумма минимального расхода рециркуляции пересчитывается как объемный расход V˙ [м 3 / с] в соответствии с уравнением (4): Что касается распределения тепла и давления При оценке, общей отправной точкой является наблюдение за главной распределительной линией и рассмотрение варианта, чтобы избежать завышения размеров участков распределительной сети из-за завышенной оценки требуемой мощности для горячего водоснабжения, что является обычным явлением из-за неопределенности в конструкции, и отсутствие измерений [20].

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *