Auswahl des Rohrdurchmessers für die Heizung: Berechnungsschema, Eigenschaften je nach Herstellungsmaterial

Bei der richtigen Auslegung einer Heizungsanlage müssen alle möglichen Faktoren berücksichtigt werden, die ihren Wirkungsgrad beeinflussen. Neben der richtigen Auswahl der Hauptkomponenten Kessel, Heizkörper, Sicherheitsgruppen sollte der Querschnitt der Leitungen richtig berechnet werden. Dazu müssen Sie den optimalen Durchmesser der Heizungsrohre kennen: Wie wählt man den richtigen aus und berechnet ihn selbst?

Schwierigkeiten bei der Auswahl des Durchmessers von Heizungsrohren

Es scheint, dass die Wahl des Durchmessers von Rohren zum Heizen eines Privathauses keine schwierige Aufgabe ist. Sie müssen nur die Lieferung des Kühlmittels von der Heizquelle zu den Heizgeräten - Heizkörpern, Batterien - gewährleisten.

In der Praxis kann jedoch ein falsch gewählter Durchmesser des Heizungskollektors oder der Zuleitung zu einer erheblichen Verschlechterung des Betriebs des gesamten Systems führen. Dies ist auf die Prozesse zurückzuführen, die bei der Bewegung von Wasser entlang der Autobahnen auftreten. Dazu müssen Sie die Grundlagen der Physik und Hydrodynamik kennen. Um nicht in den Dschungel genauer Berechnungen zu geraten, können Sie die Haupteigenschaften der Heizung bestimmen, die direkt vom Querschnitt der Rohrleitungen abhängen:

• Geschwindigkeit der Kühlmittelbewegung... Es beeinflusst nicht nur die Geräuschentwicklung während des Betriebs der Wärmeversorgung, sondern wird auch für eine optimale Wärmeverteilung zwischen den Heizgeräten benötigt. Das Wasser sollte einfach keine Zeit haben, sich auf das Mindestniveau abzukühlen, wenn es den letzten Heizkörper im System erreicht;
• Kühlmittelvolumen... Daher sollte der Durchmesser von Rohren mit natürlichem Heizkreislauf groß sein, um die Reibungsverluste der Flüssigkeit an der Innenfläche der Leitung zu reduzieren. Gleichzeitig nimmt jedoch das Volumen des Kühlmittels zu, was zu einer Erhöhung der Heizkosten führt;
• Hydraulische Verluste... Wenn im System unterschiedliche Durchmesser von Kunststoffrohren für die Heizung verwendet werden, entsteht zwangsläufig an ihrer Verbindungsstelle eine Druckdifferenz, die zu einer Erhöhung der hydraulischen Verluste führt.

Wie wählt man den Durchmesser des Rohrs für die Heizung aus, damit Sie nach der Installation nicht das gesamte Heizungssystem aufgrund eines extrem niedrigen Wirkungsgrades erneuern müssen? Zuallererst sollten Sie die korrekte Berechnung des Querschnitts der Autobahnen durchführen. Dazu empfiehlt es sich, spezielle Programme zu verwenden und das Ergebnis auf Wunsch selbst manuell zu überprüfen.

An der Verbindungsstelle werden die Durchmesser von Polypropylenrohren für die Heizung aufgrund der Überlappung reduziert. Die Querschnittsreduzierung ist abhängig vom Erwärmungsgrad beim Löten und der Einhaltung der Installationstechnik.

Das Verfahren zur Berechnung des Querschnitts von Wärmeversorgungsleitungen

Vor der Berechnung des Durchmessers des Heizrohrs müssen die grundlegenden geometrischen Parameter bestimmt werden. Dazu müssen Sie die Hauptmerkmale der Autobahnen kennen. Dazu gehören nicht nur die Leistung, sondern auch die Abmessungen.

Jeder Hersteller gibt den Wert des Rohrabschnitts - Durchmessers an. Tatsächlich hängt es jedoch von der Wandstärke und dem Herstellungsmaterial ab. Vor dem Kauf eines bestimmten Rohrleitungsmodells müssen Sie die folgenden Merkmale der Bezeichnung geometrischer Abmessungen kennen:

• Die Berechnung des Durchmessers von Polypropylenrohren zum Heizen erfolgt unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Hersteller die Außenmaße angeben.Um den Nutzquerschnitt zu berechnen, müssen zwei Wandstärken abgezogen werden;
• Innenmaße sind für Stahl- und Kupferrohre angegeben.

Wenn Sie diese Eigenschaften kennen, können Sie den Durchmesser des Heizungskollektors, der Rohre und anderer Komponenten für die Installation berechnen.

Bei der Auswahl von Polymerheizrohren muss unbedingt das Vorhandensein einer Verstärkungsschicht in der Struktur geklärt werden. Ohne sie hat die Leitung, wenn sie heißem Wasser ausgesetzt wird, nicht die richtige Steifigkeit.

Ermittlung der Heizleistung der Anlage

Wie wählt man den richtigen Rohrdurchmesser zum Heizen und sollte dies ohne berechnete Daten erfolgen? Bei einer kleinen Heizungsanlage können aufwendige Berechnungen entfallen. Es ist nur wichtig, die folgenden Regeln zu kennen:

• Der optimale Durchmesser von Rohren mit natürlicher Heizungsumwälzung sollte 30 bis 40 mm betragen;
• Für ein geschlossenes System mit erzwungener Bewegung des Kühlmittels sollten kleinere Rohre verwendet werden, um einen optimalen Druck und Wasserdurchfluss zu erzeugen.

Für eine genaue Berechnung wird empfohlen, ein Programm zur Berechnung des Durchmessers von Heizungsrohren zu verwenden. Wenn sie nicht vorhanden sind, können Sie Näherungsberechnungen verwenden. Zuerst müssen Sie die Wärmekapazität des Systems ermitteln. Dazu müssen Sie die folgende Formel verwenden:

Q = (V * Δt * K) 860

Wo Q - berechnete Wärmeleistung der Heizung, kW / h,V - das Volumen des Raumes (Hauses), m³,t - der Unterschied zwischen den Außen- und Innentemperaturen, ° С,ZU - der geschätzte Wärmeverlustkoeffizient zu Hause,860 - der Wert zum Umwandeln der erhaltenen Werte in ein akzeptables kW / h-Format.

Die größten Schwierigkeiten bei der vorläufigen Berechnung des Durchmessers von Kunststoffrohren für die Heizung werden durch den Korrekturfaktor K verursacht. Er hängt von der Wärmedämmung des Hauses ab. Sie entnehmen Sie am besten den Daten in der Tabelle.

Als Beispiel für die Berechnung der Durchmesser von Polypropylenrohren zum Heizen können Sie die erforderliche Heizleistung eines Raumes mit einem Gesamtvolumen von 47 m³ berechnen. Gleichzeitig beträgt die Temperatur draußen -23 ° C und drinnen - + 20 ° C. Dementsprechend beträgt die Differenz Δt 43°C. Wir nehmen den Korrekturfaktor gleich 1,1. Dann ist die erforderliche Wärmeleistung.

Q = (47 * 43 * 1,1) /860 = 2,585 kWh

Der nächste Schritt bei der Auswahl des Durchmessers des zu beheizenden Rohrs besteht darin, die optimale Bewegungsgeschwindigkeit des Kühlmittels zu bestimmen.

Bei den vorgestellten Berechnungen wird die Korrektur für die Rauheit der Innenfläche des Netzes nicht berücksichtigt.

Wassergeschwindigkeit in Rohren

Der optimale Druck des Kühlmittels im Netz ist für die gleichmäßige Verteilung der Wärmeenergie auf die Kühler und Batterien erforderlich. Für die richtige Auswahl der Durchmesser von Heizungsrohren sollten die optimalen Werte der Wasservorschubgeschwindigkeit in den Rohrleitungen verwendet werden.

Es sei daran erinnert, dass bei Überschreiten der Bewegungsintensität des Kühlmittels Fremdgeräusche im System auftreten können. Daher sollte dieser Wert zwischen 0,36 und 0,7 m/s liegen. Ist der Parameter kleiner, treten unweigerlich zusätzliche Wärmeverluste auf. Bei Überschreitung treten Baulärm in Rohrleitungen und Heizkörpern auf.

Für die endgültige Berechnung des Durchmessers des Heizungsrohres verwenden Sie die Daten aus der folgenden Tabelle.

Durch Einsetzen in die Formel zur Berechnung des Durchmessers des Heizungsrohrs durch die zuvor erhaltenen Werte kann bestimmt werden, dass der optimale Rohrdurchmesser für einen bestimmten Raum 12 mm beträgt. Dies ist nur eine grobe Schätzung. In der Praxis empfehlen Experten, 10-15% zu den erhaltenen Werten hinzuzufügen. Dies liegt daran, dass sich die Formel zur Berechnung des Durchmessers des Heizungsrohres durch das Hinzufügen neuer Komponenten zum System ändern kann.
Für eine genaue Berechnung benötigen Sie ein spezielles Programm zur Berechnung des Durchmessers von Heizungsrohren.Solche Softwarepakete können in einer Demoversion mit eingeschränkten Berechnungsmöglichkeiten heruntergeladen werden.

Berechnung des Heizkreisverteilers und der Montagehülsen

Die obige Berechnungstechnologie kann auf alle Arten der Wärmeversorgung angewendet werden - Einrohr, Zweirohr und Kollektor. Für letzteres ist jedoch eine korrekte Berechnung des Durchmessers des Heizkollektors erforderlich.

Dieses Heizelement ist notwendig, um das Kühlmittel auf mehrere Kreisläufe zu verteilen. In diesem Fall ist die Berechnung des richtigen Durchmessers des Wärmekollektors untrennbar mit der Berechnung des optimalen Querschnitts der Rohrleitung verbunden. Dies ist der nächste Schritt bei der Auslegung eines Wärmeversorgungssystems.

Um den Durchmesser des Heizungsverteilers zu berechnen, müssen Sie zunächst den Querschnitt der Rohre nach obigem Schema berechnen. Dann können Sie eine ziemlich einfache Formel verwenden:

M0 = M1 + M2 + M3 + M4

Wo M0 - der erforderliche Kollektordurchmesser,M1, M2, M3, М4 - Durchmesser der angeschlossenen Rohrleitungen.

Bei der Bestimmung der Höhe und des optimalen Düsenabstandes gilt das Prinzip der „drei Durchmesser“. Seiner Meinung nach sollte der Abstand der Rohre an der Struktur jeweils 6 Radien betragen. Auch der Gesamtdurchmesser des Heizkreisverteilers entspricht diesem Wert.

Neben dieser Systemkomponente müssen jedoch oft weitere verwendet werden. Wie finde ich den Durchmesser der Heizrohrmuffe heraus? Erst nach einer vorläufigen Berechnung des Querschnitts der Autobahnen. Darüber hinaus müssen Sie die Dicke der Wände und das Material ihrer Herstellung berücksichtigen. Die Gestaltung der Hülse und der Grad ihrer Wärmedämmung hängen davon ab.

Der Wert des Durchmessers der Muffe für Heizungsrohre wird durch das Herstellungsmaterial der Wand sowie des Rohres beeinflusst. Es ist wichtig, den möglichen Ausdehnungsgrad beim Erhitzen der Oberfläche zu berücksichtigen. Wenn die Durchmesser der Wärmeversorgungsrohre aus Kunststoff 20 mm betragen, muss der gleiche Parameter für die Muffe mindestens 24 mm betragen.

Die Verlegung des Liners muss auf Zementmörtel oder ähnlichem nicht brennbarem Material erfolgen.

Zusätzliche Daten zur Berechnung des Durchmessers von Heizungsrohren

Nachdem Sie den Durchmesser der Rohre zum Heizen eines Privathauses ausgewählt haben, müssen Sie das richtige Material für deren Herstellung auswählen und auch die Merkmale des Heizsystems berücksichtigen. Dieser Parameter wird durch die Anordnung der Autobahnen sowie die Anzahl der Absperr- und Regelventile beeinflusst.

Neben der Kenntnis des Rohrdurchmessers bei der Heizung mit Naturumlauf ist es notwendig, die Höhe des Booster-Risers zu berücksichtigen und die Größe seines Abschnitts richtig auszuwählen. Es sollte eine Mindesthöhe von 1,5 relativ zu anderen Heizelementen haben. Um die Bewegungsgeschwindigkeit des Kühlmittels zu erhöhen, muss der Durchmesser der bei der Konstruktion des Ladedruckverteilers verwendeten Polypropylenrohre um eine Größe größer sein als der der Hauptleitung.

Es ist auch wichtig, die Wandstärke der Rohrleitungen zu berücksichtigen. Sie hängt vom Herstellungsmaterial ab und kann von 0,5 mm (Stahl) bis 5 mm (Kunststoff) variieren. Die Wahl des Rohrdurchmessers für das Heizungssystem eines Privathauses wird vom Herstellungsmaterial beeinflusst. Daher wird der Einbau von Kunststoffleitungen für Systeme mit Zwangsumlauf empfohlen. Ihr Innendurchmesser kann von 10 bis 30 mm variieren. Weitere Informationen zur Wandstärke von Polymerrohren zum Heizen finden Sie in den Daten in der Tabelle.

Bei Stahlmodellen müssen nicht nur ihre geometrischen Abmessungen, sondern auch ihre Masse berücksichtigt werden. Es hängt direkt von der Wandstärke ab. In Programmen zur Berechnung des Durchmessers von Heizungsrohren muss eine Funktion zur Berechnung des spezifischen Gewichts von 1 lm vorhanden sein. Stahlleitung.

Wenn Sie diese zusätzlichen Eigenschaften kennen, können Sie die Parameter des Heizsystems genau berechnen, einschließlich der richtigen Auswahl der Heizrohrdurchmesser.

Wenn nur der Querschnitt von wärmeleitenden Leitungen berechnet werden soll, können Sie kostenlose Demoversionen professioneller Programme verwenden.

Heizungsrohrmaterial

Neben der richtigen Wahl der Rohrdurchmesser für die Wärmeversorgung müssen Sie die Eigenschaften ihres Herstellungsmaterials kennen. Dies wirkt sich auf den Wärmeverlust des Systems sowie auf die mühsame Installation aus.

Es ist zu beachten, dass die Berechnung der Durchmesser von Heizungsrohren erst nach der Wahl des Materials für ihre Herstellung erfolgt. Derzeit werden verschiedene Arten von Rohrleitungen verwendet, um Wärmeversorgungssysteme zu vervollständigen:

• Polymer... Sie werden aus PP oder XLPE hergestellt. Der Unterschied liegt in den zusätzlichen Komponenten, die während des Produktionsprozesses hinzugefügt werden. Nach der Berechnung des Durchmessers von Polypropylenrohren für die Wärmeversorgung müssen Sie die Dicke ihrer Wand richtig auswählen. Er variiert von 1,8 bis 3 mm, abhängig von den Parametern des maximalen Drucks in den Leitungen;
• Stahl... Bis vor kurzem war dies die gebräuchlichste Option für die Anordnung der Heizung. Trotz ihrer mehr als guten Festigkeitseigenschaften haben Stahlrohre eine Reihe erheblicher Nachteile - komplizierte Installation, allmähliche Oberflächenrostung und erhöhte Rauheit. Alternativ können auch Edelstahlrohre verwendet werden. Ihre Kosten allein sind eine Größenordnung höher als die der "schwarzen";
• Kupfer... In Bezug auf technische und betriebliche Eigenschaften sind Kupferrohrleitungen die beste Option. Sie zeichnen sich durch eine ausreichende Dehnung aus, d.h. gefriert Wasser darin, dehnt sich das Rohr für einige Zeit ohne Dichtigkeitsverlust aus. Der Nachteil sind die hohen Kosten.

Neben dem richtig ausgewählten und berechneten Rohrdurchmesser müssen Sie sich für die Verbindungsmethode entscheiden. Es hängt auch vom Herstellungsmaterial ab. Bei Polymer wird eine Muffenverbindung durch Schweißen oder auf Klebebasis (sehr selten) verwendet. Stahlrohrleitungen werden durch Lichtbogenschweißen (Verbindungen bester Qualität) oder Gewindeverfahren montiert.

Im Video sehen Sie ein Beispiel für die Berechnung des Rohrdurchmessers in Abhängigkeit vom optimalen Durchfluss des Kühlmittels: