Při návrhu a instalaci topného systému vždy vyvstává otázka – jaký průměr potrubí zvolit. Volba průměru a tím i průchodnosti potrubí je důležitá, protože je nutné zajistit, aby se rychlost chladicí kapaliny pohybovala v rozmezí 0,4 – 0,6 metru za sekundu, což odborníci doporučují. V tomto případě musí být do radiátorů dodáváno požadované množství energie (množství chladicí kapaliny).
Je známo, že pokud je rychlost nižší než 0,2 m/s, dojde ke stagnaci vzduchových kapes. Rychlost vyšší než 0,7 m/s by se neměla provádět z důvodu úspory energie, protože odpor vůči pohybu kapaliny se stává významným (je přímo úměrný druhé mocnině rychlosti) a kromě toho je to spodní hranice pro výskyt hluku v potrubí malých průměrů.
Jaký typ potrubí zvolit
Nyní se pro vytápění stále častěji volí polypropylenové potrubí, které má sice nevýhody v podobě obtížnosti zajištění kvality spojů a značné tepelné roztažnosti, ale je extrémně levné a snadno se instaluje, a to často rozhodující faktory.
Jaké potrubí použít pro topný systém?
Polypropylenové trubky jsou rozděleny do několika typů, které mají své vlastní technické vlastnosti, a jsou určeny pro různé podmínky. Pro vytápění jsou vhodné třídy PN25 (PN30), které odolají provoznímu tlaku 2,5 atm při teplotě kapaliny do 120 stupňů. S.
Údaje o tloušťce stěny jsou uvedeny v tabulkách.
Pro vytápění se nyní používají polypropylenové trubky, které jsou vyztuženy hliníkovou fólií nebo sklolaminátem. Vyztužení zabraňuje výraznému roztažení materiálu při zahřátí.
Mnoho odborníků dává přednost trubkám s vnitřní výztuží ze skelných vláken. Takové potrubí se v poslední době stalo nejpoužívanějším v soukromých topných systémech.
Otázky výběru průměru topného potrubí
Trubky se vyrábí ve standardních průměrech, ze kterých je třeba si vybrat. Pro výběr průměrů potrubí pro vytápění domu byla vyvinuta standardní řešení, podle kterých je v 99% případů možné provést optimální správnou volbu průměru bez provádění hydraulického výpočtu.
Standardní vnější průměry polypropylenových trubek jsou 16, 20, 25, 32, 40 mm. Vnitřní průměr trubek PN25 odpovídající těmto hodnotám je 10,6, 13,2, 16,6, 21,2, 26,6 mm, resp.
Podrobnější informace o vnějších průměrech, vnitřních průměrech a tloušťce stěny polypropylenových trubek jsou uvedeny v tabulce.
Jaké průměry připojit
Potřebujeme zajistit dodávku požadovaného tepelného výkonu, který bude přímo záviset na množství dodávaného chladiva, ale rychlost kapaliny musí zůstat ve stanovených mezích 0,3 – 0,7 m/s
Pak existuje taková korespondence spojů (u polypropylenových trubek je uveden vnější průměr):
- 16 mm – pro připojení jednoho nebo dvou radiátorů;
- 20 mm – pro připojení jednoho radiátoru nebo malé skupiny radiátorů (radiátory “normálního” výkonu v rozmezí 1 – 2 kW, maximální připojený výkon – až 7 kW, počet radiátorů až 5 kusů);
- 25 mm – pro připojení skupiny radiátorů (obvykle do 8 ks, výkon do 11 kW) jednoho křídla (rameno slepého schématu zapojení);
- 32 mm – pro připojení jednoho patra nebo celého domu v závislosti na tepelném výkonu (obvykle do 12 radiátorů, resp. tepelný výkon do 19 kW);
- 40 mm – pro hlavní vedení jednoho domu, pokud existuje (20 radiátorů – až 30 kW).
Zvažte výběr průměru potrubí podrobněji na základě předem vypočítaných tabulkových souvztažností energie, rychlosti a průměru.
Korelace mezi průměrem potrubí, rychlostí tekutiny a tepelným výkonem
Podívejme se na tabulku závislosti rychlosti na množství tepelného výkonu.
Tabulka ukazuje hodnoty tepelného výkonu ve W a pod nimi je uvedeno množství chladicí kapaliny kg / min při dodávce s teplotou 80 stupňů C, návratem – 60 stupňů C a pokojovou teplotou 20 stupňů C .
Výběr potrubí podle výkonu
Tabulka ukazuje, že při rychlosti 0,4 m/s bude polypropylenovými trubkami o následujícím vnějším průměru dodáváno přibližně následující množství tepla:
- 4,1 kW – vnitřní průměr cca 13,2 mm (vnější průměr 20 mm);
- 6,3 kW – 16,6 mm (25 mm);
- 11,5 kW – 21,2 mm (32 mm);
- 17 kW – 26,6 mm (40 mm);
A při rychlosti 0,7 m / s budou hodnoty dodávaného výkonu již asi o 70% vyšší, což není obtížné zjistit z tabulky.
Kolik tepla potřebujeme?
Kolik tepla by mělo potrubí dodávat
Podívejme se podrobněji na příkladu, kolik tepla se obvykle dodává potrubím, a vybereme optimální průměry potrubí.
Nachází se zde dům o rozloze 250 metrů čtverečních, který je dobře izolovaný (jak požaduje norma SNiP), takže v zimě ztrácí teplo o 1 kW na 10 metrů čtverečních. Pro vytápění celého domu je potřeba příkon energie 25 kW (maximální výkon). Pro první patro – 15 kW. Pro druhé patro – 10 kW.
Naše schéma vytápění je dvoutrubkové. Horká chladicí kapalina je přiváděna jednou trubkou a ochlazená chladicí kapalina je vypouštěna do kotle druhou trubkou. Radiátory jsou zapojeny paralelně mezi potrubí.
V každém podlaží se potrubí rozvětvuje do dvou křídel se stejným tepelným výkonem, pro první podlaží – 7,5 kW každé, pro druhé podlaží – 5 kW.
Takže 25 kW přichází z kotle do mezipodlažního větvení. Proto potřebujeme hlavní trubky s vnitřním průměrem minimálně 26,6 mm, aby rychlost nepřesáhla 0,6 m/s. Vhodné pro polypropylenové trubky o průměru 40 mm.
Od mezipodlažního odbočení – podél prvního patra až po odbočení na křídlech – je napájeno 15 kW. Zde je dle tabulky pro rychlost menší než 0,6 m/s vhodný průměr 21,2 mm, proto používáme trubku o vnějším průměru 32 mm.
Do křídla 1.NP jde 7,5 kW – vhodný je vnitřní průměr 16,6 mm, – polypropylen o vnějším průměru 25 mm.
Pro každý radiátor, jehož výkon nepřesahuje 2 kW, je možné vyrobit kohout s trubkou o vnějším průměru 16 mm, ale protože tato instalace není technologicky vyspělá, trubky nejsou oblíbené, častěji 20 je instalována trubka o vnitřním průměru 13,2 mm.
Podle toho vezmeme 32mm trubku do druhého patra před rozvětvením, 25mm trubku do křídla a radiátory ve druhém patře také připojíme trubkou 20mm.
Jak vidíte, vše závisí na jednoduché volbě mezi standardními průměry komerčně dostupných trubek. V malých domácích systémech, až tuctu radiátorů, v slepých distribučních schématech se používají hlavně 25 mm polypropylenové trubky – „na křídle“, 20 mm – „na zařízení“. a 32 mm “na vedení od kotle.”
Vlastnosti výběru dalšího vybavení
Průměry potrubí lze volit i podle podmínek hydraulického odporu pro atypicky velké délky potrubí, u kterých je možné jít nad rámec technických charakteristik čerpadel. Ale to může být pro výrobní dílny, ale v soukromé výstavbě se prakticky nikdy nenachází.
Pro dům do 150 metrů čtverečních se podle podmínek hydraulického odporu topného a radiátorového systému vždy hodí čerpadlo typu 25 – 40 (tlak 0,4 atm), může vyhovovat i do 250 metrů čtverečních v v některých případech a pro domy do 300 metrů čtverečních . – 25 – 60 (hlava do 0,6 atm).
Potrubí je navrženo pro maximální výkon. Ale systém, pokud někdy bude fungovat v tomto režimu, tak dlouho ne. Při návrhu topného potrubí je možné vzít takové parametry, že při maximálním zatížení by rychlost chladiva byla 0,7 m/s.
V praxi se rychlost vody v topných trubkách nastavuje čerpadlem, které má 3 rychlosti rotoru. Dodávaný výkon je navíc regulován teplotou chladicí kapaliny a dobou trvání systému a v každé místnosti jej lze regulovat odpojením radiátoru od systému pomocí tepelné hlavice s tlakovým ventilem. S průměrem potrubí tedy zajistíme, že rychlost je do 0,7 m při maximálním výkonu, ale systém bude obecně pracovat s nižší rychlostí tekutiny.
Snadná instalace a vysoký výkon polypropylenových potrubí ve vodovodních a topných systémech je pouze špičkou ledovce. Pro správný provoz instalovaných komunikací nestačí zvolit typ polymerové trubky a koupit materiál ve správném množství – jsou nutné předběžné návrhové náčrty a pro velké objekty – seriózní tepelné a hydraulické výpočty. Aby byl topný systém účinný, polypropylenové trubky pro vytápění musí mít průměr potvrzený těmito výpočty.
Podívejme se podrobněji na význam průměru polypropylenových trubek při konstrukci potrubí.
Potrubní materiál pro komunikace. Jaké jsou parametry potrubí
Otázky, jak by měl vypadat přívod vody, jaký průměr potrubí by měl být v hlavním přívodu tepla do topných radiátorů, se řeší ve fázi návrhu systémů podpory života v domě. V důsledku toho se průměr polypropylenových trubek pro zásobování vodou může často lišit od stejné velikosti potrubí topného systému, protože tyto komunikace mají různé účely, a jsou proto vystaveny různým faktorům.
Kapacita tepelných sítí, doporučená profesionálními odborníky, by měla zajistit rychlost chladicí kapaliny nejméně 0,4-0,6 m / s – to určuje množství tepelné energie dodávané k vytápění obytných prostor.
K poznámce: pokud je rychlost dodávky kotlové vody v potrubí topného systému menší než 0,2 m / s, pak je vysoká pravděpodobnost odvětrání potrubí a překročení rychlosti dodávky o 0,2 m / s povede ke zvýšení nákladů – náklady na zařízení vystavené velkému zatížení se zvýší.
Použití polypropylenových výrobků výrazně zjednodušilo práci na vybavení obytných zařízení systémy ohřevu vody a zásobování vodou. Musíte však přesně vědět, jaký typ materiálu polymerové trubky je v konkrétním případě vhodný. Typy polypropylenových trubek, které dnes existují, mají různé technické vlastnosti a jsou určeny pro konkrétní oblast použití.
Nejspolehlivější pro instalaci potrubí vodního vytápění a teplovodních systémů (TUV) jsou výrobky značky PN25 nebo PN30. Právě tyto značky jsou schopny odolat tlaku až 25 a 30 atm. respektive při pracovní teplotě chladicí kapaliny 95 0 C. Dokonce i krátkodobý provoz těchto trubek při teplotě vody 120 0 C je povolen, protože silné stěny jsou charakteristickým znakem těchto výrobků.
Vzorky polypropylenových trubek vyztužených hliníkem.
Pro přívod studené vody se používají polypropylenové trubky s homogenní stěnou. Pro teplovodní systémy a topné okruhy se používají vyztužené výrobky, protože zahrnutí hliníkového nebo sklolaminátového pláště do konstrukce stěny polypropylenové trubky výrazně zvyšuje pevnost materiálu trubky a snižuje množství tepelné roztažnosti.
Pro informaci: ve vyztužených potrubích je tepelná roztažnost 0,03 mm / m 0 C, zatímco pro kanály se stěnou z homogenního polypropylenu je tato hodnota asi 0,15 mm / m 0 C. Na základě toho jsou homogenní produkty vhodné pro zásobování studenou vodou a pro systémy vytápění a ohřevu vody se používá pouze vyztužený polypropylen.
Jaké průměry se vyrábějí polypropylenové trubkové materiály
Při výběru komponentů pro systém vytápění a zásobování vodou jsou rozhodujícími faktory teplota kapaliny, její průtok a tlak. Požadovaná plocha průřezu vodovodního systému je v tomto případě určena výpočty provedenými v souladu s rozsahem a provozními podmínkami zařízení.
Na základě konfigurace části trubky (kulatého prstence) jsou její geometrické parametry určeny vnějším a vnitřním průměrem. Současná klasifikace polypropylenových trubek jasně definuje typické rozměry každého typu trubek používaných k instalaci.
Dnes tuzemští i zahraniční výrobci vyrábějí komponenty pro potrubí ve standardním provedení. S přihlédnutím k praktickému použití byla vyvinuta standardní technická řešení, která umožňují určit optimální průchod ve výrobcích pro vytápění domácností a další vodní komunikace. Na základě údajů v tabulce je možné provést správný výběr zařízení a komponentů pro topné potrubí bez použití hydraulických výpočtů.
K poznámce: hodnoty uvedené v označení na výrobcích by neměly být považovány za parametr vnitřní části. Na polypropylenových materiálech se obvykle uvádí vnější průměr.
Zpravidla je v označení přítomna jedna z následujících hodnot vnějšího průměru:
16, 20,25, 32 a 40 mm,
které odpovídají vnitřním průměrům polypropylenových trubek PN25:
10,6; 13,2; 16,6; 21,2; 26,6 mm.
Pro snadné použití je v tabulce shrnuta shoda mezi průměry a tloušťkami stěn polypropylenových trubek používaných v systémech vytápění a zásobování vodou:
Tabulka s údaji o průměrech a tloušťce stěny polypropylenových trubek používaných v každodenních sériích
Rozumná otázka. Proč se na hotové výrobky uplatňují vnější parametry, když je pro funkčnost tak důležitá velikost vnitřního průchodu potrubí. Jde o to, že vnější průměr označuje vhodný typ připojení.
Potenciál použití polypropylenových trubek různých vnějších průměrů při rychlosti chladiva v potrubí 0,7 m/s:
- trubka o průměru 16 mm je určena pro připojení jednoho nebo dvou topných radiátorů;
- hodnota 20 mm odpovídá připojení až 5 radiátorů o celkovém výkonu až 7000 wattů);
- pro větší počet radiátorů (s celkovým výkonem do 11 kW) se používají trubky z propylenového polymeru o vnějším průměru 25 mm;
- polypropylenový trubkový materiál o vnějším rozměru 32 mm je určen k vybavení domu jako celku nebo jednoho podlaží topným systémem o celkovém výkonu 10-12 kW (maximálně 19 kW);
- výrobky o průměru 40 mm se používají pro pokládku hlavních potrubí v obytných zařízeních velké plochy. Obvykle se jedná o chaty a venkovské domy, ve kterých počet ohřívačů dosahuje 20 kusů a celkový výkon všech přípojných bodů je přibližně 30 kilowattů.
Vliv průměru potrubí na výkon topného systému
Rychlost přívodu chladiva a množství přenášené tepelné energie přímo závisí na vnitřním průřezu polypropylenových potrubí. Pro přehlednost tohoto tvrzení je závislost poskytování tepelné energie na intenzitě dodávky chladiva a hodnotách průměrů potrubí shrnuta v tabulce:
Tabulka výběru materiálu polypropylenové trubky v závislosti na intenzitě přívodu chladiva a potřebě tepelné energie
Tepelný výkon se udává ve W, intenzita přívodu chladiva v kg/s. Vypočtené údaje vycházejí z průměrných teplot: přiváděné chladivo při 80 0 C, zpátečka při 60 0 C, vzduch v místnosti +20 0 C. .
Například: při průtoku 0,4 m/s se v potrubí přenese následující množství tepelné energie:
- pro vedení o vnějším rozměru 20 (vnitřní průřez 13,2 mm) je množství tepla 4,1 kW;
- u propylenových výrobků Ø 25 a 16,6 bude množství tepla 6,3 kW;
- propylenová potrubí s vnějším a vnitřním průměrem 32 a 21,2 mají dodávku tepelné energie 11,5 kW;
- materiály potrubí 40 milimetrů (velikost vnitřní světlosti 26,6 mm) zajistí dodávku tepla v množství 17 kW.
Se zvýšením rychlosti proudění kapaliny na 0,7 m/s se intenzita přívodu chladicí kapaliny okamžitě zvýší o 70-80 %.
Důležité! Praktickým účelem výše uvedené tabulky je doporučit na základě hodnoty potřebného množství tepelné energie požadovaný průměr potrubí při výběru materiálů potrubí pro systém vytápění bytů.
Podívejme se na názorný příklad:
Jedná se o typový dům s užitnou plochou 250 m 2 . Budova je dostatečně izolovaná a pro vytvoření běžných podmínek pro bydlení potřebuje vytápění o výkonu 1 kW na 10 metrů čtverečních. m, to znamená, že k vytvoření příjemné teploty v domě bude stačit 25000 XNUMX wattů tepelné energie (maximum).
K poznámce: první patro vždy vyžaduje více tepla – asi 2/3 z celkového spotřebovaného množství.
Takže z 25 kW bude vytápění prvního patra vyžadovat 15 kW, druhé – 10 kW.
Dům je vybaven autonomním systémem vytápění na bázi dvouokruhového kotle. Radiátory instalované v místnostech jsou zapojeny paralelně. Dům má elektroinstalaci pro dvě křídla, se stejným tepelným výkonem. V přízemí je výkon pro každé křídlo 7500 wattů. Pro druhé patro vyžadují obě křídla každé 5000 wattů.
Dvoupatrový dům se systémem ohřevu vody na bázi autonomního kotle – v kontextu
Kotel vyrobí 25 kilowattů tepelné energie pro vytápění domu. To znamená, že pro teplovod je nutné použít polypropylenové trubky a tvarovky o vnitřním průměru 26,6 mm (při rychlosti posuvu 0,6 m/s). Tato hodnota odpovídá vnějšímu průměru trubky 40 milimetrů.
Pro napájení větví v přízemí bude zapotřebí 1500 wattů tepla. Pomocí dat z tabulky získáme následující:
- při průtoku 0,6 m / s bude optimální průměr vnitřního lumenu polypropylenových trubek 21,2 mm – shodný vnější parametr odpovídající této hodnotě podle tabulky je 30 mm;
- pro každé křídlo je vhodný materiál trubky o vnitřním průměru 16,6 mm, což odpovídá Ø 25 mm vnějšího obrysu úseku polypropylenových trubek.
Nyní zvažte postup připojení ohřívačů.
Radiátory vodního ohřevu mají průměrný výkon 2 kilowatty, proto jsou teoreticky pro jejich vložení do okruhu vhodné trubky o minimálním vnějším průměru 16 mm (PN16). V praxi se však doporučuje používat polypropylenové výrobky s vnitřním průřezem 13,2 mm a vnějším průměrem 20 mm (PN20), protože použití polymerových trubek PN16 je považováno za nevhodné z důvodu nízké vyrobitelnosti.
Druhé patro je vybaveno potrubím 32 mm. Pro každé křídlo jsou použity trubky a tvarovky Ø25 mm. S radiátory je obrázek stejný jako v přízemí – baterie jsou připojeny pomocí trubek PN20.
Závěr
Na základě výše uvedeného příkladu je možné pro každý úsek potrubí v topném systému vybrat komponenty požadovaného průměru – včetně toho bude záviset účinnost topného zařízení.
Je třeba si uvědomit, že materiály pro potrubí v topném systému jsou vybírány s výpočtem souladu s maximálními technickými charakteristikami autonomního kotle, a to navzdory skutečnosti, že ve většině případů bude jednotka pracovat v normálním režimu – v souladu s specifikované provozní parametry.
