اختيار قطر الأنابيب للتدفئة: مخطط الحساب والخصائص اعتمادًا على مادة التصنيع

يجب أن يأخذ التصميم الصحيح لنظام التدفئة في الاعتبار جميع العوامل المحتملة التي تؤثر على كفاءته. بالإضافة إلى الاختيار الصحيح للمكونات الرئيسية ، المرجل ، المشعات ، مجموعات الأمان ، يجب حساب المقطع العرضي للخطوط بشكل صحيح. للقيام بذلك ، تحتاج إلى معرفة القطر الأمثل لأنابيب التسخين: كيف تختار الأنبوب المناسب وتحسبه بنفسك؟

صعوبات في اختيار قطر أنابيب التدفئة

يبدو أن اختيار قطر الأنابيب لتدفئة منزل خاص ليس بالمهمة الصعبة. عليهم فقط ضمان توصيل المبرد من مصدر تسخينه إلى أجهزة التدفئة - المشعات والبطاريات.

ولكن في الممارسة العملية ، يمكن أن يؤدي القطر المختار بشكل غير صحيح لمجمع التدفئة أو أنبوب الإمداد إلى تدهور كبير في تشغيل النظام بأكمله. هذا يرجع إلى العمليات التي تحدث أثناء حركة المياه على طول الطرق السريعة. للقيام بذلك ، تحتاج إلى معرفة أساسيات الفيزياء والديناميكا المائية. لكي لا تدخل في غابة الحسابات الدقيقة ، يمكنك تحديد الخصائص الرئيسية للتدفئة ، والتي تعتمد بشكل مباشر على المقطع العرضي لخطوط الأنابيب:

• سرعة حركة المبرد... إنه لا يؤثر فقط على زيادة الضوضاء أثناء تشغيل مصدر الحرارة ، ولكنه ضروري أيضًا للتوزيع الأمثل للحرارة بين أجهزة التدفئة. ببساطة ، لا ينبغي أن يتوفر للماء وقت ليبرد إلى أدنى مستوى عندما يصل إلى آخر مشعاع في النظام ؛
• حجم المبرد... لذلك ، يجب أن يكون قطر الأنابيب ذات الدوران الطبيعي للتدفئة كبيرًا لتقليل الفاقد أثناء احتكاك السائل بالسطح الداخلي للخط. ومع ذلك ، إلى جانب ذلك ، يزداد حجم المبرد ، مما يؤدي إلى زيادة تكلفة تسخينه ؛
• الخسائر الهيدروليكية... إذا تم استخدام أقطار مختلفة من الأنابيب البلاستيكية للتدفئة في النظام ، فسيظهر حتماً اختلاف في الضغط عند تقاطعها ، مما سيؤدي إلى زيادة الخسائر الهيدروليكية.

كيف تختار قطر الأنبوب للتدفئة ، بحيث لا تضطر بعد التثبيت إلى إعادة نظام التدفئة بالكامل بسبب الكفاءة المنخفضة للغاية؟ بادئ ذي بدء ، يجب عليك إجراء الحساب الصحيح للمقطع العرضي للطرق السريعة. للقيام بذلك ، يوصى باستخدام برامج خاصة ، وإذا رغبت في ذلك ، تحقق من النتيجة بنفسك يدويًا.

عند التقاطع ، يتم تقليل أقطار أنابيب البولي بروبلين للتدفئة بسبب التداخل. يعتمد تقليل المقطع العرضي على درجة التسخين أثناء اللحام والامتثال لتقنية التثبيت.

إجراء حساب المقطع العرضي لخطوط إمداد الحرارة

قبل حساب قطر أنبوب التسخين ، من الضروري تحديد المعلمات الهندسية الأساسية الخاصة بهم. للقيام بذلك ، تحتاج إلى معرفة الخصائص الرئيسية للطرق السريعة. لا يشمل ذلك الأداء فحسب ، بل يشمل أيضًا الأبعاد.

يشير كل مصنع إلى قيمة قسم الأنبوب - القطر. لكن في الواقع ، يعتمد ذلك على سمك الجدار ومواد التصنيع. قبل شراء نموذج معين من خطوط الأنابيب ، تحتاج إلى معرفة الميزات التالية لتعيين الأبعاد الهندسية:

• يتم حساب قطر أنابيب البولي بروبلين للتدفئة مع مراعاة حقيقة أن الشركات المصنعة تشير إلى الأبعاد الخارجية.لحساب القسم المفيد ، من الضروري طرح سماكتين للجدار ؛
• يتم إعطاء الأبعاد الداخلية للأنابيب الفولاذية والنحاسية.

من خلال معرفة هذه الميزات ، يمكنك حساب قطر مجمع التسخين والأنابيب والمكونات الأخرى للتركيب.

عند اختيار أنابيب تسخين البوليمر ، من الضروري توضيح وجود طبقة تقوية في الهيكل. بدونها ، عند تعرضها للماء الساخن ، لن يكون للخط الصلابة المناسبة.

تحديد ناتج الحرارة للنظام

كيف تختار قطر الأنبوب المناسب للتدفئة وهل يجب أن يتم ذلك بدون بيانات محسوبة؟ بالنسبة لنظام التدفئة الصغير ، يمكن الاستغناء عن الحسابات المعقدة. من المهم فقط معرفة القواعد التالية:

• يجب أن يكون القطر الأمثل للأنابيب ذات الدوران الطبيعي للتدفئة من 30 إلى 40 مم ؛
• بالنسبة للنظام المغلق مع الحركة القسرية لسائل التبريد ، يجب استخدام أنابيب أصغر لإنشاء ضغط ومعدل تدفق مياه مثاليين.

لحساب دقيق ، يوصى باستخدام برنامج لحساب قطر أنابيب التسخين. إذا لم تكن موجودة ، يمكنك استخدام الحسابات التقريبية. تحتاج أولاً إلى إيجاد السعة الحرارية للنظام. للقيام بذلك ، تحتاج إلى استخدام الصيغة التالية:

س = (V * Δt * K) 860

أين س - الطاقة الحرارية المحسوبة للتدفئة ، kW / h ،الخامس - حجم الغرفة (المنزل) ، متر مكعب ،Δt - الفرق بين درجات الحرارة الخارجية والداخلية ° درجة مئوية ،ل - المعامل المقدر لفقدان الحرارة في المنزل ،860 - قيمة لتحويل القيم التي تم الحصول عليها إلى تنسيق مقبول kW / h.

أكبر الصعوبات في الحساب الأولي لقطر الأنابيب البلاستيكية للتدفئة ناتجة عن عامل التصحيح K. ويعتمد على العزل الحراري للمنزل. من الأفضل أخذها من البيانات الموجودة في الجدول.

كمثال لحساب أقطار أنابيب البولي بروبلين للتدفئة ، يمكنك حساب ناتج الحرارة المطلوب لغرفة بحجم إجمالي 47 متر مكعب. في الوقت نفسه ، ستكون درجة الحرارة في الخارج -23 درجة مئوية ، وفي الداخل - + 20 درجة مئوية. وفقًا لذلك ، سيكون الفرق Δt 43 درجة مئوية. نأخذ عامل التصحيح يساوي 1.1. ثم الطاقة الحرارية المطلوبة.

س = (47 * 43 * 1.1) /860 = 2.585 كيلو واط ساعة

تتمثل الخطوة التالية في اختيار قطر الأنبوب للتدفئة في تحديد السرعة المثلى لحركة المبرد.

الحسابات المقدمة لا تأخذ في الاعتبار تصحيح خشونة السطح الداخلي للطرق السريعة.

سرعة الماء في الأنابيب

يعد الضغط الأمثل لسائل التبريد في التيار الكهربائي ضروريًا للتوزيع المنتظم للطاقة الحرارية على المشعات والبطاريات. من أجل الاختيار الصحيح لأقطار أنابيب التسخين ، يجب أخذ القيم المثلى لسرعة تقدم المياه في خطوط الأنابيب.

تجدر الإشارة إلى أنه عند تجاوز شدة حركة المبرد ، قد تحدث ضوضاء غريبة في النظام. لذلك ، يجب أن تكون هذه القيمة بين 0.36 و 0.7 م / ث. إذا كانت المعلمة أقل ، فستحدث خسائر حرارة إضافية حتمًا. إذا تم تجاوزه ، فستظهر ضوضاء البناء في خطوط الأنابيب والمشعات.

للحساب النهائي لقطر أنبوب التسخين ، استخدم البيانات من الجدول أدناه.

بالتعويض في الصيغة لحساب قطر أنبوب التسخين في القيم التي تم الحصول عليها مسبقًا ، من الممكن تحديد أن قطر الأنبوب الأمثل لغرفة معينة سيكون 12 مم. هذا مجرد تقدير تقريبي. في الممارسة العملية ، يوصي الخبراء بإضافة 10-15٪ إلى القيم التي تم الحصول عليها. هذا لأن صيغة حساب قطر أنبوب التسخين قد تتغير بسبب إضافة مكونات جديدة إلى النظام.
لحساب دقيق ، ستحتاج إلى برنامج خاص لحساب قطر أنابيب التسخين.يمكن تنزيل حزم البرامج هذه في إصدار تجريبي بقدرات حسابية محدودة.

حساب مشعب التدفئة والأكمام المتصاعدة

يمكن تطبيق تقنية الحساب المذكورة أعلاه على جميع أنواع الإمداد الحراري - أنبوب واحد ، وأنبوبين ، ومجمع. ومع ذلك ، بالنسبة لهذا الأخير ، من الضروري إجراء الحساب الصحيح لقطر مجمع التدفئة.

عنصر التسخين هذا ضروري لتوزيع المبرد على عدة دوائر. في هذه الحالة ، يرتبط حساب القطر الصحيح لمجمع التسخين ارتباطًا وثيقًا بحساب المقطع العرضي الأمثل لخط الأنابيب. هذه هي المرحلة التالية في تصميم نظام التدفئة.

لحساب قطر مشعب التسخين ، يجب عليك أولاً حساب المقطع العرضي للأنابيب وفقًا للمخطط أعلاه. ثم يمكنك استخدام صيغة بسيطة إلى حد ما:

M0 = M1 + M2 + M3 + M4

أين م 0 - قطر المجمع المطلوب ،م 1, م 2, م 3, М4 - أقطار خطوط الأنابيب المتصلة.

عند تحديد الارتفاع والمسافة المثلى بين الفتحات ، يتم تطبيق مبدأ "ثلاثة أقطار". ووفقا له ، يجب أن تكون مسافة الأنابيب على الهيكل 6 أنصاف أقطار لكل منهما. القطر الإجمالي لمشعب التسخين يساوي أيضًا هذه القيمة.

ولكن بالإضافة إلى هذا المكون من النظام ، غالبًا ما يكون من الضروري استخدام عناصر إضافية. كيف تعرف قطر غلاف أنبوب التسخين؟ فقط بعد إجراء حساب أولي للمقطع العرضي للطرق السريعة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تأخذ في الاعتبار سماكة الجدران ومواد تصنيعها. يعتمد تصميم الغلاف ودرجة عزله الحراري على هذا.

تتأثر قيمة قطر غلاف أنابيب التسخين بمواد تصنيع الجدار ، وكذلك الأنبوب. من المهم مراعاة درجة التمدد المحتملة عند تسخين السطح. إذا كانت أقطار أنابيب الإمداد الحراري البلاستيكية 20 مم ، فيجب أن تكون نفس المعلمة الخاصة بالغلاف 24 مم على الأقل.

يجب أن يتم تركيب البطانة على ملاط ​​أسمنتي أو مادة مماثلة غير قابلة للاحتراق.

بيانات إضافية لحساب قطر أنابيب التدفئة

بعد اختيار قطر الأنابيب لتدفئة منزل خاص ، من الضروري اختيار المواد المناسبة لتصنيعها ، وكذلك مراعاة ميزات نظام التدفئة. تتأثر هذه المعلمة بتصميم الطرق السريعة ، فضلاً عن عدد صمامات الإغلاق والتحكم.

بالإضافة إلى معرفة قطر الأنابيب في التدفئة مع الدوران الطبيعي ، من الضروري مراعاة ارتفاع الرافع المعزز وتحديد حجم قسمه بشكل صحيح. يجب أن يكون على ارتفاع لا يقل عن 1.5 بالنسبة لعناصر التسخين الأخرى. لزيادة سرعة حركة المبرد ، يجب أن يكون قطر أنابيب البولي بروبلين المستخدمة في بناء مشعب التعزيز أكبر من حجم الخط الرئيسي.

من المهم أيضًا مراعاة سمك جدار خطوط الأنابيب. يعتمد على مادة التصنيع ويمكن أن يتراوح من 0.5 مم (فولاذ) إلى 5 مم (بلاستيك). يتأثر اختيار قطر الأنابيب لنظام التدفئة لمنزل خاص بمواد التصنيع. لذلك ، يوصى بتركيب خطوط بلاستيكية للأنظمة ذات الدوران القسري. يمكن أن يختلف قطرها الداخلي من 10 إلى 30 ملم. يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول سمك جدار أنابيب البوليمر للتدفئة في البيانات الموجودة في الجدول.

بالنسبة للنماذج الفولاذية ، من الضروري مراعاة ليس فقط أبعادها الهندسية ، ولكن أيضًا كتلتها. يعتمد بشكل مباشر على سمك الجدار. في برامج حساب قطر أنابيب التسخين ، يجب أن تكون هناك وظيفة لحساب الثقل النوعي البالغ 1 لومن. خط فولاذي.

من خلال معرفة هذه الخصائص الإضافية ، يمكنك إجراء الحساب الأكثر دقة لمعلمات نظام التدفئة ، بما في ذلك الاختيار الصحيح لأقطار أنابيب التسخين.

إذا كانت هناك حاجة لحساب المقطع العرضي لخطوط التوصيل الحراري فقط ، فيمكنك استخدام إصدارات تجريبية مجانية من البرامج الاحترافية.

مادة أنبوب التدفئة

بالإضافة إلى الاختيار الصحيح لأقطار الأنابيب للتدفئة ، تحتاج إلى معرفة خصائص مواد التصنيع الخاصة بهم. سيؤثر هذا على فقد حرارة النظام ، فضلاً عن صعوبة التركيب.

يجب أن نتذكر أن حساب أقطار أنابيب التسخين لا يتم إلا بعد اختيار المواد اللازمة لتصنيعها. حاليًا ، تُستخدم عدة أنواع من خطوط الأنابيب لإكمال أنظمة الإمداد الحراري:

• بوليمر... إنها مصنوعة من PP أو XLPE. يكمن الاختلاف في المكونات الإضافية المضافة أثناء عملية الإنتاج. بعد حساب قطر أنابيب البولي بروبلين للتدفئة ، تحتاج إلى تحديد سمك جدارها بشكل صحيح. يتراوح من 1.8 إلى 3 مم ، اعتمادًا على معايير الضغط الأقصى في الخطوط ؛
• صلب... حتى وقت قريب ، كان هذا هو الخيار الأكثر شيوعًا لترتيب التدفئة. على الرغم من خصائص قوتها الجيدة ، إلا أن الأنابيب الفولاذية لها عدد من العيوب المهمة - التركيب المعقد ، وصدأ السطح التدريجي ، وزيادة الخشونة. بدلاً من ذلك ، يمكن استخدام أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ. واحدة من تكلفتها هي ترتيب من حيث الحجم أعلى من تلك "السوداء" ؛
• نحاس... من حيث الخصائص التقنية والتشغيلية ، فإن الأنابيب النحاسية هي الخيار الأفضل. تتميز باستطالة كافية ، أي إذا تجمد الماء فيها ، فسيتمدد الأنبوب لبعض الوقت دون فقدان الضيق. العيب هو التكلفة العالية.

بالإضافة إلى قطر الأنبوب المحدد والمحسوب بشكل صحيح ، تحتاج إلى تحديد طريقة توصيلها. كما يعتمد على مادة التصنيع. بالنسبة للبوليمر ، يتم استخدام وصلة الأكمام عن طريق اللحام أو على أساس لاصق (نادرًا جدًا). يتم تجميع خطوط الأنابيب الفولاذية باستخدام اللحام القوسي (أفضل توصيلات الجودة) أو طريقة الخيوط.

في الفيديو ، يمكنك مشاهدة مثال لحساب قطر الأنابيب اعتمادًا على معدل التدفق الأمثل لسائل التبريد: