Как увеличить теплоотдачу трубы отопления – в теории и на практике

Как рассчитать теплоотдачу стальной трубы и для чего это делается

В этой статье мы расскажем о том, как рассчитать теплоотдачу трубы, а также в каких случаях может потребоваться определение данного показателя.

С какой целью рассчитывают теплоотдачу стальных труб

Преимущественно, расчет теплоотдачи стальных труб производится в таких случаях:

  • если нужно определить мощность нагревательных приборов для системы отопления в доме;
  • если возникла необходимость оценки теплопотерь, происходящих во время транспортировки теплоносителя по трубопроводу.

Стоит отметить, что нагревательные контуры, сквозь которые может отдаваться тепло, устанавливают в таких приборах:

  • полотенцесушители и змеевики;
  • регистры;
  • системы теплого пола.

Системы теплых полов

Если речь идет о водяном теплом полу, в отличие от электрического аналога, в качестве нагревательного контура в нем используются металлические трубы, хотя, их стали применять в последнее время все реже.

Главная причина снижения спроса на водяной теплый пол заключается в постепенном изнашивании стальных труб, снижении просвета в них. Кроме того, имеет значение и способ монтажа – сварные швы выполнить сможет далеко не каждый, а резьбовое соединение грозит утечкой теплоносителя через некоторое время. Естественно, никому не понравится результат утечки воды из системы в полу со стяжкой – будет затоплен потолок нижнего этажа или подвала, а перекрытие постепенно придет в негодность.

По этим причинам на замену стальным трубам в теплых водяных полах сначала пришли металлопластиковые змеевики, фитинги на которые крепились за пределами стяжки, а в настоящее время предпочитают армированный полипропилен.

Такому материалу присуще незначительное тепловое расширение, а при грамотной укладке и эксплуатации они могут прослужить не один десяток лет. Как вариант, используют и другие полимерные материалы.

Обратите внимание, что зазоры для теплового расширения армированного полипропилена все же нужно оставлять, хоть оно и небольшое.

Полотенцесушители

В домах старой постройки полотенцесушители из стальных труб встречаются очень часто, ведь в большинстве случаев они были заложены проектом, причем почти до конца прошлого века врезались в систему на резьбе.

Не так давно стали применять циркулярные врезки в элеваторных узлах, которые обеспечивают стабильную горячую температуру прибора.

Поскольку нагревательные контуры в полотенцесушителях постоянно подвергались перепадам температур – то нагревались, то остывали – резьбовым соединениям было сложно выдержать такой режим, поэтому они периодически начинали подтекать.

Несколько позднее, когда прогрев этих приспособлений стал стабильным благодаря врезке в стояки отопления, проблема протечек стала не настолько актуальной. В то же время размеры змеевика стали намного меньше, в результате чего снизилась площадь теплоотдачи стальной трубы. Однако такой полотенцесушитель оставался теплым не только во время использования горячей воды, а постоянно.

Регистры

По своей конструкции регистры представляют собой решетку из нескольких толстых труб с тонкими перемычками, торцы которых заглушены. От них распространяется ощутимый поток тепла, обогревая, таким образом, довольно большие помещения – магазины, склады или производственные цеха. Как правило, регистры располагают под окном или по всему периметру помещения. Читайте также: “Виды регистров из гладких труб, характеристики и особенности использования в системах отопления”.

Это было очень простым и дешевым решением в ситуациях, когда требовался обогрев больших площадей. Хотя если говорить о теплоотдаче трубы в таком регистре в сравнении с алюминиевым радиатором, то разница в эффективности ошеломляет. За счет большей площади теплообменника радиатора и теплопроводности алюминия, современное оборудование, несомненно, предпочтительнее. Да и внешне регистры выглядели довольно грубо.

Тем не менее, для своего времени регистры были приемлемы ввиду дешевизны и простоты. Можно отметить, что сварные швы на них были очень прочными, а засорение трубы не мешало их функционированию.

Методы повышения теплоотдачи

Круглая форма отнюдь не способствует увеличению теплоотдачи металлических труб. Еще более низкий коэффициент отношения объема и поверхности можно встретить только у сферы.

Следовательно, проблема как увеличить теплоотдачу трубы, несомненно, стояла у разработчиков первых простых отопительных приборов.

Чтобы увеличить коэффициент теплоотдачи стальной трубы раньше применялись такие методы:

  • Поверхность трубы покрывали матовой черной краской, чтобы усилить инфракрасное излучение нагревательного элемента. Это позволяло добиться значительного роста температуры в помещении. Стоит отметить, что современное хромирование на полотенцесушителях крайне неэффективно для усиления теплоотдачи – оно, скорее, для красоты.
  • Увеличение теплоотдачи трубы за счет наваривания на нее дополнительных ребер, что делало площадь нагревательного элемента, а значит и теплоотдачу, существенно больше. Наиболее передовым вариантом использования данного способа можно назвать конвектор, то есть участок загнутой трубы с приваренными поперечными ребрами. Хотя сама труба в данном случае отдает минимум тепла.

Любым из этих методов можно воспользоваться, если стоит вопрос, как увеличить теплоотдачу трубы отопления своими руками, ведь они совсем не сложные и вполне осуществимы в домашних условиях.

Теплопотери сквозь трубы

В условиях квартир особого смысла рассчитывать теплоотдачу нержавеющей трубы нет, ведь в данном случае все тепло, отдаваемое стояком и отопительными контурами, будет рассеиваться внутри, обогревая помещение.

А вот если необходимо качественно обогреть подвальные или складские мощности, а теплоноситель к ним должен подаваться из другого места, то в данном случае расчет теплоотдачи трубы будет более чем целесообразен, чтобы можно было сориентироваться, сколько тепла теряется по пути. Тогда можно попробовать поискать способы сократить теплопотери труб с горячей водой.

Применение теплоизоляционных материалов

Наверное, первое, что приходит в голову при необходимости сохранить максимум тепла внутри трубы – это обмотать ее теплоизоляционным материалом. В конце прошлого века для этих целей применяли утеплитель из стекловолокна с дополнительной обмоткой негорючей тканью (данный способ рекомендован нормативной базой). Еще чуть раньше активно использовались растворы гипса или цемента, то есть теплоизоляция получалась твердой. В действительности же нерадивые сантехники нередко просто обматывали трубы старой ветошью, в надежде, что никто не проконтролирует.

Обилие современных материалов, например накладки на трубы из пенопласта, разрезные полиэтиленовые оболочки, минеральная вата и прочие, позволяет выполнить теплоизоляцию отопительных труб намного более качественно. И в новостройках такие материалы с успехом применяются. Тем не менее, отсталость ЖЕКов зачастую приводит к тому, что трубы по старинке обматывают тряпьем.

Расчетные показатели

Чтобы вычислить мощность отопительного оборудования, а также выяснить масштаб теплопотерь при транспортировке теплоносителя, необходимо будет выполнить теплосъем с трубы при определенных показателях температуры жидкости внутри нее и воздуха снаружи. Теплоизоляционный слой служит дополнительным параметром.

Формула для расчета теплоотдачи трубы из стали выглядит так:

Q=K×F×dT, в которой:

Q – искомый результат теплоотдачи стальной трубы в килокалориях;

K – коэффициент теплопроводности. Он зависит от материала трубы, ее сечения, числа контуров отопительного оборудования, а также расхождения в температурах между внешним воздухом и теплоносителем;

F – общая площадь поверхности трубы или нескольких труб в приборе;

dT – напор температуры, то есть ½ суммарной температуры жидкости на входе и выходе из трубы за вычетом температуры воздуха в помещении.

Если трубы дополнительно обернуты слоем теплоизоляции, то ее КПД в процентном выражении (количество пропускаемого сквозь нее тепла) умножают на полученный показатель теплоотдачи.

Для примера рассчитаем теплоотдачу регистра из трех труб сечением 100 мм, длиной 1 м. В помещении температура равна 20 ℃, а теплоноситель при прохождении сквозь трубу остывает с 81 до 79 ℃.

Согласно формуле S=2пиrh рассчитываем площадь поверхности цилиндра:

S= 2×3,1415×0,05×1=0,31415 м 2 . Если трубы три, то их общая площадь составит 0,31415×3 = 0,94245 м 2 .

Показатель dT = (79+81):2-20 = 60.

Значение K для регистра из трех труб с температурным напором 60 и сечением 1 метр принимаем равным 9. Следовательно, Q=9×1×60 = 540. То есть теплоотдача регистра будет равна 540 ккал.

Таким образом, мы рассмотрели понятия теплоотдачи, а также способы минимизации теплопотерь стальной трубы для тех или иных случаев. Ничего очень сложного в этом нет. Главное, подойти к вопросу ответственно.

4 проверенных метода, как увеличить теплоотдачу трубы отопления

Теплоотдача металлопластиковой трубы увеличивается при оребрении

По сути, можно назвать четыре реальных метода, при использовании которых теплоотдача труб отопления может быть увеличена на определённый процент. Вы можете взять на вооружение один из них или использовать все способы в комплексе — это вам решать. Моей же целью является ознакомление с такими вариантами и действиями, которые нужны при этом, а также я приглашаю вас к просмотру видео в этой статье.

Теория и практика

Четыре верных способа

В данном случае я предлагаю вам варианты, которые можно назвать спасательными. То есть, это когда коэффициент теплоотдачи ниже спроектированного и ожидаемого, то можно применить следующие методы.

Радиаторы лучше устанавливать под окнами

Давайте рассмотрим способы и факторы, которые влияют на улучшение, и которые вы можете изменить своими руками:

  1. Монтаж оребрения или конвекторов. Это труба, на которую нанизывают металлические пластины — они способствуют конвекции воздуха, тем самым значительно увеличивая теплоотдачу.
  2. Окраска отопительной системы в тёмный или даже чёрный цвет. Тёмный спектр минимально препятствует прохождению тепловых волн от отопителя в помещение. Но такой способ больше применим для складских и других промышленных помещений и у него наиболее низкая цена.
  3. Врезка регистров в отопительный контур. Регистр, это тоже батарея, только с меньшей отдачей — представляет собой конструкцию из труб большего диаметра. Примером этому может служить полотенцесушитель, сделанный в виде змеевика или лестницы.
  4. Перегруппировка радиаторов отопления и/или добавление к ним секций. Такой способ потребует больше всего материальных и трудовых ресурсов или даже полной перепланировки интерьера. Но, тем не менее, могу с уверенностью сказать, что это самый эффективный вариант из всех предложенных выше.

В некоторых случаях проблема может заключаться не в слабой теплоотдаче системы, а в плохой теплоизоляции помещения.
Поэтому, инструкция рекомендует провести должным образом утепление потолка, стен и пола.

Некоторые нюансы, которые нужно учитывать при монтаже отопительных систем

S-линейный; U-образный; длина излучающей трубы (м); общая длина (м); полезная мощность (кВт)
Тип ZENITТепловая мощность (кВт)SUSUSUSUSUSUSUSU
31,56394,5126157,51892110,52412
3,772,286,693,789,625,2112,546,7115,478,1318,399,6321,3211,0624,312,56
121210,310,310,510,5
141412,012,0
161613,713,714,114,1
181815,515,515,016,0
202017,417,417,617,6
222219,119,119,319,320,020,0
242421,121,121,821,8
262622,322,322,822,8
282824,324,324,624,625,225,2
303026,126,126,526,527,227,2
323228,228,228,828,8
343429,229,229.929,930,630,6
363631,331,331,731,732,432,4
383833,033,033,433,434,234,2
404035,435,436,136,1
424237,037,037,837,838,638,6
444438,738,739,639,640,540,5
464640,540,541,441,442,342,3
484842,242,243,243,244,244,2
505044,044,045,045,046,046,047,047,0
525245,845,846,846,847,847,8
545447,547,548.648.649,749,7
565649,349,350,450,451,551,5
585851.651,652,252,253,453,4
Масса (кг)31334348546465797784889899113110128

Теплоотдача трубы — таблица для стальной продукции ZENIT

Монтаж отопительной системы

Я не стану умничать и приводить формулу, по которой рассчитывается теплоотдача системы, так как вы этого всё равно не будете делать — это ни к чему. Для общего понимания вы можете посмотреть информацию, которую даёт таблица теплоотдачи 1 м стальной трубы, она приведена выше.

Но если при неудачном монтаже или проектировке вы можете использовать один или несколько из четырёх методов для повышения эффективности, то чтобы к этому не прибегать, давайте рассмотрим некоторые рекомендации.

Направление движения тёплых потоков воздуха

В любом случае при монтаже отопительной системы вы не станете ограничиваться только одними трубами, если это, конечно, не тёплый пол — вы будете использовать радиаторы и/или регистры. Но в большинстве помещений есть окна, через которые, как известно, и проникает основная масса холодного воздуха. Однако можно кардинально исправить эту ситуацию.

Если радиатор установить под окном, то восходящий поток тёплого воздуха создаст штору, которая будет служить таким своеобразным утеплением. Здесь всё очень просто — холодный воздух разбивается о поток тёплого и не проникает в комнаты, оставаясь на территории, примыкающей к стеклу.

Секции можно снимать или добавлять

Кроме того, важно правильно рассчитать мощность радиаторов и сделать это можно по простой формуле Kколичество секций=S*100/P. Здесь буквой S обозначена общая площадь помещения, а буквой P мощность одной секции. Такие вычисления приемлемы для помещений до 270 см в высоту.

При этом следует учитывать, что по нормативам Москвы и Московской области на помещения высотой до 270 см на квадратный метр нужно 100Вт тепловой энергии. Но в тех случаях, когда высота потолков превышает 270 см, расчёт делается по объёму комнаты, где на кубический метр положено 41Вт тепловой энергии.

На фото: наружное утепление квартиры

Помимо этого, не забывайте о таких нюансах как наружное или внутреннее утепление помещения, а также отсутствие сквозняков в результате плотного прилегания окон и дверей. Также, при выборе материалов можно учесть, что теплоотдача медной трубы гораздо выше, нежели у стальной, металлопластиковой или пропиленовой. Эти же факторы касаются и выбора радиаторов.

Заключение

Конечно, здесь можно говорить о преимуществах и недостатках однотрубных и двухтрубных систем, централизованного и автономного отопления, но это уже другая тема. А если у вас есть какие-то дополнения, напишите об этом в комментариях.

Как увеличить теплоотдачу трубы отопления – в теории и на практике

Теплоотдача батареи зависит от многих факторов

Что такое теплопроводность

Данный термин означает способность различных материалов к обмену энергией, которая в этом случае представлена теплом. При этом передача энергии проходит от более нагретой части к холодной и происходит за счет:

  1. Молекул.
  2. Атомов.
  3. Электронов и других частиц структуры металла.

Теплопроводность нержавеющей стали будет существенно отличаться от аналогичного показателя другого металла — например, коэффициент теплопроводности меди будет иным, нежели у стали.

Для обозначения этого показателя используется специальная величина, именуемая коэффициентом теплопроводности. Она характеризуется количеством теплоты, которое может пройти через материал за определенную единицу времени.

Показатели для стали

Теплопроводность может существенно отличаться в зависимости от химического состава металла. Коэффициент данной величины у стали и меди будет разным. Кроме этого, при повышении или уменьшении концентрации углерода изменяется и рассматриваемый показатель.

Существуют и другие особенности теплопроводности:

  1. Для стали, которая не имеет примесей, значение составляет 70 Вт/(м* К).
  2. У углеродистых и высоколегированных сталей проводимость намного ниже. За счет увеличения концентрации примесей она существенно снижается.
  3. Само термическое воздействие также может оказывать воздействие на структуру металла. Как правило, после нагрева структура меняет значение проводимости, что связано с изменением кристаллической решетки.

Зачем нужны сопла из нержавейки?

Вот — всем поржать — только что получил письмецо от налоговой — прочитайте формулировочки — уверен — Вам доставит наслаждение:

Птн, 24 Ноя 2020 19:05 1 декабря — последний день оплаты налогов на машину, квартиру, дом и землю От: Госуслуги Здравствуйте Имя Отчество! Первое декабря — последний день для физических лиц, чтобы оплатить налоги за 2020 год на имущество, землю и транспорт. Проверить и оплатить налоги можно в личном кабинете ФНС России через учетную запись портала Госуслуг.[/TABLE][/TABLE][/TD][/TR][/TABLE][/TD]

[IMG WIDTH=1 HEIGHT=1]https://proxy.imgsmail.ru?email=ivanovalexey%40mail.ru&e=1511877111&h=pl9DrEVmXcU1JjzWx3T5Lw&url171=aW1hZ2Uuc3Vic2NyaWJlLmdvc3VzbHVnaS5ydS9pbWFnZS9nb3N1c2x1Z2kvaW1nL3B4LnBuZw%7E%7E&is_https=0[/IMG]

[IMG WIDTH=1 HEIGHT=1]https://proxy.imgsmail.ru?email=ivanovalexey%40mail.ru&e=1511877111&h=pl9DrEVmXcU1JjzWx3T5Lw&url171=aW1hZ2Uuc3Vic2NyaWJlLmdvc3VzbHVnaS5ydS9pbWFnZS9nb3N1c2x1Z2kvaW1nL3B4LnBuZw%7E%7E&is_https=0[/IMG]

[/TR][/TABLE][/TD][/TR][/TABLE][/TD][/TR][/TABLE][/TD][/TR][/TABLE][/TD][/TR][/TABLE][/TD][/TR][/TABLE][/TD][/TR][/TABLE]Если Вы ещё это не нашли смешным, то вот это — Вам уж точно должно ‘доставить’:

Информация по задолженностям (Информация актуальна на 25 ноября 2020, 17:22 ) Обратите внимание : Рекомендуем вам оплатить вначале налоги, а после обработки платежа ФНС России — пени, так как пока оплата задолженностей не обработана — по ним продолжают начисляться пени. Налоги и пени исчезнут из списка, как только ФНС России обработает платеж. Обычно это занимает 14 дней.

Выясняется, что я — должник кредитной организации… по названием ‘ГосВыход’ :

Доступ к сервисам электронного правительства Невозможно отобразить страницу Возникла ошибка при обработке запроса. Это могло произойти, если вы нажали кнопку ‘Назад’ в браузере. Для возврата к предыдущему шагу рекомендуем вам использовать меню портала и другие вспомогательные элементы навигации на странице.

Я вот уже года три не понимаю, как кто-то может им свои денежки доверить… Тут даже трёхфакторная аутентификация — не помогает… Д*билы, б*я… Три года назад они не соблюли сроки, и я потерял 500 US$, оплаченные заранее за авиабилеты — паспорта делались полгода с опозданием на неделю ПОСЛЕ даты отлёта. Классные грабли. Потом — за ЖКХ заплатил порядка 15000 рублей — списались и сгинули в никуда. Грабли — те ещё. А всё — в чём? В грамотности понимания русского языка. Gosuslugi — Фу. До сих пор. Я всё сказал. Ski.

Влияние концентрации углерода

Концентрация углерода в стали влияет на величину теплопередачи:

  1. Низкоуглеродистые стали имеют высокий показатель проводимости. Именно поэтому они используются при изготовлении труб, которые затем применяются при создании трубопровода системы отопления. Значение коэффициента варьирует в пределе от 54 до 47 Вт/(м* К).
  2. Средним коэффициентом для распространенных углеродистых сталей является значение от 50 до 90 Вт/(м* К). Именно поэтому подобный материал используется при изготовлении деталей различных механизмов.
  3. У металлов, которые не содержат различных примесей, коэффициент составляет 64 Вт/(м* К). Это значение несущественно изменяется при термическом воздействии.

Таким образом, рассматриваемый показатель у легированных сплавов может меняться в зависимости от температуры эксплуатации.

Значение в быту и производстве

Почему важно учитывать коэффициент теплопроводности? Подобное значение указывается в различных таблицах для каждого металла и учитывается в нижеприведенных случаях:

  1. При изготовлении различных теплообменников. Тепло является одним из важных носителей энергии. Его используют для обеспечения комфортных условий проживания в жилых и иных помещениях. При создании отопительных радиаторов и бойлеров важно обеспечить быструю и полную передачу тепла от теплоносителя к конечному потребителю.
  2. При изготовлении отводящих элементов. Часто можно встретить ситуацию, когда нужно провести не подачу тепла, а отвод. Примером назовем случай отвода тепла от режущей кромки инструмента или зубьев шестерни. Для того чтобы металл не терял свои основные эксплуатационные качества, обеспечивается быстрый отвод тепловой энергии.
  3. При создании изоляционных прослоек. В некоторых случаях материал не должен проводить передачу тепловой энергии. Для подобных условий эксплуатации выбирается металл, который обладает низким коэффициентом проводимости тепла.

Для каких систем нужен расчёт?

Коэффициент теплоотдачи считается для тёплого пола. Всё реже эта система делается из стальных труб, но если в качестве теплоносителей выбраны изделия из этого материала, то произвести расчёт необходимо. Змеевик – ещё одна система, при монтаже которой необходимо учесть коэффициент отдачи тепла.

Регистры – представлены в виде толстых труб, соединённых перемычками. Теплоотдача 1 метра такой конструкции в среднем – 550 Вт. Диаметр же колеблется в пределах от 32 до 219 мм. Сваривается конструкция так, чтобы не было взаимного подогрева элементов. Тогда теплоотдача увеличивается. Если грамотно собрать регистры, то можно получить хороший прибор обогрева помещения – надёжный и долговечный.

Регистры

Самая простая конструкция радиаторов отопления – регистры. Это заваренные с торцов трубы среднего или большого диаметра, одиночные или соединенные в секции трубками-перемычками. Их можно увидеть в подъездах, на промышленных объектах или в частных домах с индивидуальным отоплением.

  • Facebook
  • LiveJournal
  • Blogger

Стальные трубопроводы считаются традиционными для устройства систем водоснабжения, водоотведения и подземной подачи газа
Чтобы повысить их тепловую мощность используют метод увеличения площади – наваривают тонкие металлические пластины. Это улучшает теплоотдачу батареи почти в полтора раза. Примерно такой же теплопередачей обладают компактные радиаторы – ближайшие родственницы чугунных батарей-гармошек. Хотя до панельных биметаллических приборов им, конечно, далеко.

Чтобы теплоотдача радиаторов отопления была максимальной, используют простой и незатратный метод конвекции. Этот способ заключается в правильном навешивании прибора. Его устанавливают как можно ближе к полу, где скапливается холодный воздух, но оставляют необходимые для циркуляции зазоры, в том числе и у самой стены.

При таком монтаже секции батареи соприкасаются со средой, имеющей минимально возможную в данных условиях температуру, то есть увеличивается тепловой напор. А нагретый регистрами воздух благодаря оставленным зазорам беспрепятственно поднимается вверх, и помещение протапливается быстрее.

Отличный метод – увеличить площадь передающей тепло поверхности. Делают это разными способами:

  1. Наращиванием общей длины нагревательных труб путем формирования из них U-образных регистров.
  2. Оребрением – строго говоря, этот способ увеличивает не конкретно теплопроводность стальной трубы, а всего радиатора, но мощность возрастает на 50%.
  3. Увеличением количества секций.

Лучшей теплоотдачей обладают поверхности черного цвета, но далеко не в каждый интерьер впишется такая мрачная батарея, отчего этот способ и не нашел применения. Регистры традиционно продолжают окрашивать в белый цвет.

Как оптимизировать теплоотдачу стальной трубы?

В процессе проектирования перед специалистами встаёт вопрос, как уменьшить или увеличить теплоотдачу 1 м. стальной трубы. Для увеличения требуется изменить инфракрасное излучение в большую сторону. Делается это посредством краски. Красный цвет повышает теплоотдачу. Лучше, если краска матовая.

Другой подход – установить оребрение. Оно монтируется снаружи. Это позволит увеличить площадь теплоотдачи.

В каких же случаях требуется параметр уменьшить? Необходимость возникает при оптимизации участка трубопровода, расположенного вне жилой зоны. Тогда специалисты рекомендуют утеплить участок – изолировать его от внешней среды. Делается это посредством пенопласта, специальных оболочек, которые производятся из особого вспененного полиэтилена. Нередко используется и минеральная вата.

Полотенцесушители

Полотенцесушитель для ванной сам является наглядным примером того, как можно улучшить теплоотдачу трубы. «Змеевик» прибора – не что иное, как искусственно увеличенная площадь теплового излучения. Поскольку раньше они были лишь частью общей ветки отопления, изменить диаметр стальной трубы не представлялось возможным. Поэтому площадь теплопередачи увеличивалась путем простого наращивания длины.

Кстати, как раз водяной полотенцесушитель из нержавеющей стали будет неплохо смотреться в черном цвете. Блестящие и хромированные изделия, хоть и выглядят красиво, препятствуют теплообмену между трубой и окружающей средой.

Для вертикально ориентированных систем, таких как радиаторы и полотенцесушители, имеет значение способ подключения входных и выходных труб. Теплоотдача одного прибора при разной установке может значительно измениться:

  • 100% эффективности – диагональное подключение (вход горячей воды сверху, выход с обратной стороны внизу);
  • 97% – одностороннее с верхним входом;
  • 88% – нижнее двухстороннее подключение;
  • 80% – диагональное обратное (с нижним входом);
  • 78% – одностороннее с нижним входом и выходом отработанной воды.

  • Facebook
  • LiveJournal
  • Blogger

Полиэтилен это самая простая гидроизоляция для теплого пола, так же он увеличивает теплоотдачу

Производим расчёт

Формула, по которой считается теплоотдача следующая:

  • К – коэффициент теплопроводности стали;
  • Q – коэффициент теплоотдачи, Вт;
  • F – площадь участка трубы, для которого производится расчёт, м 2 dT – величина напора температуры (сумма первичной и конечной температур с учётом комнатной температуры), ° C.

Коэффициент теплопроводности K выбирается с учётом площади изделия. Зависит его величина и от количества ниток, проложенных в помещениях. В среднем величина коэффициента лежит в пределах 8-12,5.

dT называется также температурным напором. Чтобы параметр высчитать, нужно сложить температуру, которая была на выходе из котла, с температурой, которая зафиксирована на входе в котёл. Полученное значение умножается на 0,5 (или делится на 2). Из этого значения вычитается комнатная температура.

Если стальная труба изолирована, то полученное значение умножается на КПД теплоизоляционного материала. Он отражает процент тепла, который был отдан при прохождении теплоносителя.

Как увеличить теплоотдачу трубы отопления – в теории и на практике

Сегодня очень остро стоит вопрос энергосбережения. Это касается буквально каждого пользователя. Поэтому проектируя системы отопления в частном строительстве своими силами, рачительные хозяева сразу задумываются о системах отопления и их эффективности.

Сложнее приходится тем, кто эксплуатирует ранее созданные системы отопления, поскольку они задаются вопросом увеличения доли теплоотдачи в уже готовых объектах.

Чугунные радиаторы хоть и громоздкие, но весьма эффективны для небольших помещений

Способы увеличения теплоотдачи

Начнем непосредственно статью с того, как увеличить теплоотдачу трубы в загородном доме (читайте также статью “Развальцовка труб из меди: рассматриваем доступные инструменты и способы”).

На данный момент существует несколько способов увеличения выдачи тепла от уже созданной и бывшей в эксплуатации, но не оправдавшей ваших надежд, системы отопления:

  • Монтаж конвекторов. Эта конструкция из трубы с нанизанными на нее металлическими пластинами выполненная своими руками, либо заводского изготовления.
  • Окраска магистрального трубопровода в черный или другой темный цвет. Такой способ при всей своей простоте довольно эффективен. К тому же колер вполне органично может вписаться в современный дизайн помещений, в отличие от недавнего прошлого, когда это считалось вынужденной мерой.

Примечание! Краска лишь дополнительный способ, который актуален в редких случаях, так как эффективность слишком мала, чтобы «любоваться» черными полосами.

  • Монтаж в отопительную систему регистров. Регистр представляет собой несколько труб большого диаметра соединенными между собой и с заваренными торцами. К таким конструкциям можно отнести полотенцесушители в виде змеевика с несколькими петлями.
  • Перегруппировка радиаторов с добавлением секций. Этот вариант наиболее затратный, но и по эффективности находится выше остальных.

Если решили добавлять радиаторы, то расположите их обязательно под окнами или рядом с входной дверью (как на фото)

Рекомендуем! Не забывайте, что установка дополнительных изоляционных материалов также позволяет увеличить теплоотдачу, сократив потерю выделяемого тепла. Однако возможно только при возведении жилого дома с фундамента, либо при демонтаже фасада.

Новое строительство

Проектирование системы отопления новостройки должно заведомо выполняться с учетом принципов энергосбережения. Основой проекта является расчет теплоотдачи, иными словами количества тепла, выделяемое с поверхности труб и других элементов системы отопления в окружающую среду.

Этот расчет необходим для:

  • Определения оптимальных параметров системы отопления для создания определенного температурного режима в помещениях вашего жилища.
  • Принятия решения по мерам утепления с учетом теплопотерь через основные конструкции строения.

Ранее отопительные магистральные трубопроводы выполнялись в основном из стальных изделий, сегодня же используются более практичные и надежные материалы. К примеру, полипропиленовые изделия имеют несколько весомых преимуществ: малый вес и небольшая эластичность, увеличивающая прочность.

Металлопластик легко резать, в отличие от стальных труб, для которых требуется специальный инструмент

Расчет теплоотдачи

Перед тем, как начать строительные работы, следует произвести необходимые расчеты по извлечению максимальной пользы от труб отопления. Если вы не знаете, какие формулы использовать и как правильно считать, нижеизложенная инструкция поможет вам в этом.

Самостоятельный расчет теплоотдачи поверхности труб выполняется по формуле Q = K x F x ∆t, где:

  • Q – искомая теплоотдача, Ккал/ч.
  • K – коэффициент теплоотдачи воды в трубе, Ккал/(м2 х ч х 0 С).
  • F – площадь нагреваемой поверхности, м2.
  • ∆t – тепловой напор, 0 С.

Коэффициент теплопроводности (К) в свою очередь высчитывается по сложным формулам, поэтому используем готовое значение из технических источников – от 8 до 12,5 Ккал/(м2 х ч х 0 С) для стальных труб.

Площадь поверхности трубы просчитывается по знакомой всем из школьной программы геометрической формулы для определения площади боковой поверхности цилиндра F = П х d x l, где:

  • П = 3,14 математическая постоянная.
  • d – диаметр указан в метрах.
  • l – длина трубы, также в подсчет в м.

Для расчета теплового напора существует формула ∆t = 0,5 х (tп + tо) – tв, где:

  • tп – температура теплоносителя на входе.
  • tо – температура теплоносителя на выходе.
  • tв – температура в помещении.

Теоретическая теплоотдача стальной трубы, рассчитывается с учетом условно заданных значений температуры теплоносителя на входе-выходе и комнате согласно СНиПам, которые составляют:

Установка регуляторы температуры позволяет выставлять температуру для комфортного проживания

К сведению! Для более точного и легкого расчета нужных показателей используются специальные документы, такие как, например, таблица теплоотдачи 1 м стальной трубы. Обратите внимание, что она подходит только для стальных изделий.

  • tп = 80 градусов
  • tо = 70 градусов
  • tв = 20 градусов

В результате нехитрых расчетов (0,5х(80+70) -20) получим значение теплового напора ∆t = 55 градусов.

Низкая эффективность связана с большой потерей тепла сквозь стены, оконные проемы и пол

Пример расчета

Выполним теоретический расчет теплоотдачи для самой ходовой в системе отопления стальной трубы с диаметром 25 мм и протяженностью один метр.

Внимание! Чтобы не запутаться в единицах измерения в ходе расчета используем один показатель – метр.

  • В первую очередь высчитаем площадь нашего отрезка трубы F = 3,14 х 0,025 х 1= 0,0785 м2.
  • Далее смотрим в таблицу коэффициентов теплоотдачи стальной трубы с диаметром 25 мм. Он составляет (для труб диаметром до 40 мм, проложенных в одну нитку при теоретическом тепловом напоре равном 55 градусов) К=11,5.
  • Применим основную формулу и получим значение теплоотдачи Q = 11,5х0,0785х55=49,65 Ккал/ч.

Важно знать не только какова теплоотдача трубы – таблица на рисунке поможет определить данный показатель других элементов системы отопления

На первый взгляд расчет совсем несложный, но это в теории.

Для создания проекта реальной системы отопления необходимы тщательные расчеты с учетом параметров всех элементов, составляющих систему, в том числе:

  • Отопительных приборов.
  • Фитингов и запорной арматуры.
  • Обводных линий.
  • Утепленных участков магистрали и т.п.

Совет! Для проектирования сложной системы отопления большого дома лучше обратиться к помощи профессиональных теплотехников. Цена на их услуги намного меньше стоимости возможных потерь при ошибках в расчетах.

По аналогии с расчетом параметров стальной трубы вычисляется теплоотдача медной трубы или любой другой, для этого мы разместили в данной статье несколько полезных и познавательных рисунков.

Отличная теплоотдача металлопластиковой трубы и другие преимущества делают ее наиболее предпочтительным вариантом при создании современных отопительных систем, в том числе альтернативных. Поэтому если вы только начинаете возведение загородного дома, то стоит остановить свой выбор именно на этом современном материале.

Еще один момент, с которым придется столкнуться после установки оборудования системы отопления – декоративная отделка, чтобы скрыть непривлекательные радиаторы и трубопровод

Вывод

Как видите, на самом деле ничего сложного нет в правильном расчете и увеличении эффективности системы обговоренных систем. Главное не забывать о том, что в некоторых случаях высокая теплоотдача труб отопления может привести к большим ежегодным затратам, поэтому увлекаться данной процессом тоже не стоит (см.также статью “Необходимость дополнительного трубопровода: как осуществляется установка трубной врезки”).

В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.

Как увеличить теплоотдачу трубы отопления – в теории и на практике

Сегодня очень остро стоит вопрос энергосбережения. Это касается буквально каждого пользователя. Поэтому проектируя системы отопления в частном строительстве своими силами, рачительные хозяева сразу задумываются о системах отопления и их эффективности.

Сложнее приходится тем, кто эксплуатирует ранее созданные системы отопления, поскольку они задаются вопросом увеличения доли теплоотдачи в уже готовых объектах.

Чугунные радиаторы хоть и громоздкие, но весьма эффективны для небольших помещений

Способы увеличения теплоотдачи

Начнем непосредственно статью с того, как увеличить теплоотдачу трубы в загородном доме (читайте также статью «Развальцовка труб из меди: рассматриваем доступные инструменты и способы»).

На данный момент существует несколько способов увеличения выдачи тепла от уже созданной и бывшей в эксплуатации, но не оправдавшей ваших надежд, системы отопления:

  • Монтаж конвекторов. Эта конструкция из трубы с нанизанными на нее металлическими пластинами выполненная своими руками, либо заводского изготовления.
  • Окраска магистрального трубопровода в черный или другой темный цвет. Такой способ при всей своей простоте довольно эффективен. К тому же колер вполне органично может вписаться в современный дизайн помещений, в отличие от недавнего прошлого, когда это считалось вынужденной мерой.

Примечание! Краска лишь дополнительный способ, который актуален в редких случаях, так как эффективность слишком мала, чтобы «любоваться» черными полосами.

  • Монтаж в отопительную систему регистров. Регистр представляет собой несколько труб большого диаметра соединенными между собой и с заваренными торцами. К таким конструкциям можно отнести полотенцесушители в виде змеевика с несколькими петлями.
  • Перегруппировка радиаторов с добавлением секций. Этот вариант наиболее затратный, но и по эффективности находится выше остальных.

Если решили добавлять радиаторы, то расположите их обязательно под окнами или рядом с входной дверью (как на фото)

Рекомендуем! Не забывайте, что установка дополнительных изоляционных материалов также позволяет увеличить теплоотдачу, сократив потерю выделяемого тепла. Однако возможно только при возведении жилого дома с фундамента, либо при демонтаже фасада.

Новое строительство

Проектирование системы отопления новостройки должно заведомо выполняться с учетом принципов энергосбережения. Основой проекта является расчет теплоотдачи, иными словами количества тепла, выделяемое с поверхности труб и других элементов системы отопления в окружающую среду.

Этот расчет необходим для:

  • Определения оптимальных параметров системы отопления для создания определенного температурного режима в помещениях вашего жилища.
  • Принятия решения по мерам утепления с учетом теплопотерь через основные конструкции строения.

Ранее отопительные магистральные трубопроводы выполнялись в основном из стальных изделий, сегодня же используются более практичные и надежные материалы. К примеру, полипропиленовые изделия имеют несколько весомых преимуществ: малый вес и небольшая эластичность, увеличивающая прочность.

Металлопластик легко резать, в отличие от стальных труб, для которых требуется специальный инструмент

Расчет теплоотдачи

Перед тем, как начать строительные работы, следует произвести необходимые расчеты по извлечению максимальной пользы от труб отопления. Если вы не знаете, какие формулы использовать и как правильно считать, нижеизложенная инструкция поможет вам в этом.

Самостоятельный расчет теплоотдачи поверхности труб выполняется по формуле Q = K x F x ∆t, где:

  • Q – искомая теплоотдача, Ккал/ч.
  • K – коэффициент теплоотдачи воды в трубе, Ккал/(м2 х ч х 0С).
  • F – площадь нагреваемой поверхности, м2.
  • ∆t – тепловой напор, 0С.

Коэффициент теплопроводности (К) в свою очередь высчитывается по сложным формулам, поэтому используем готовое значение из технических источников — от 8 до 12,5 Ккал/(м2 х ч х 0С) для стальных труб.

Площадь поверхности трубы просчитывается по знакомой всем из школьной программы геометрической формулы для определения площади боковой поверхности цилиндра F = П х d x l, где:

  • П = 3,14 математическая постоянная.
  • d – диаметр указан в метрах.
  • l – длина трубы, также в подсчет в м.

Для расчета теплового напора существует формула ∆t = 0,5 х (tп + tо) – tв, где:

  • tп – температура теплоносителя на входе.
  • tо – температура теплоносителя на выходе.
  • tв – температура в помещении.

Теоретическая теплоотдача стальной трубы, рассчитывается с учетом условно заданных значений температуры теплоносителя на входе-выходе и комнате согласно СНиПам, которые составляют:

Установка регуляторы температуры позволяет выставлять температуру для комфортного проживания

К сведению! Для более точного и легкого расчета нужных показателей используются специальные документы, такие как, например, таблица теплоотдачи 1 м стальной трубы. Обратите внимание, что она подходит только для стальных изделий.

  • tп = 80 градусов
  • tо = 70 градусов
  • tв = 20 градусов

В результате нехитрых расчетов (0,5х(80+70) -20) получим значение теплового напора ∆t = 55 градусов.

Низкая эффективность связана с большой потерей тепла сквозь стены, оконные проемы и пол

Пример расчета

Выполним теоретический расчет теплоотдачи для самой ходовой в системе отопления стальной трубы с диаметром 25 мм и протяженностью один метр.

Внимание! Чтобы не запутаться в единицах измерения в ходе расчета используем один показатель — метр.

  • В первую очередь высчитаем площадь нашего отрезка трубы F = 3,14 х 0,025 х 1= 0,0785 м2.
  • Далее смотрим в таблицу коэффициентов теплоотдачи стальной трубы с диаметром 25 мм. Он составляет (для труб диаметром до 40 мм, проложенных в одну нитку при теоретическом тепловом напоре равном 55 градусов) К=11,5.
  • Применим основную формулу и получим значение теплоотдачи Q = 11,5х0,0785х55=49,65 Ккал/ч.

Важно знать не только какова теплоотдача трубы – таблица на рисунке поможет определить данный показатель других элементов системы отопления

На первый взгляд расчет совсем несложный, но это в теории.

Для создания проекта реальной системы отопления необходимы тщательные расчеты с учетом параметров всех элементов, составляющих систему, в том числе:

  • Отопительных приборов.
  • Фитингов и запорной арматуры.
  • Обводных линий.
  • Утепленных участков магистрали и т.п.

Совет! Для проектирования сложной системы отопления большого дома лучше обратиться к помощи профессиональных теплотехников. Цена на их услуги намного меньше стоимости возможных потерь при ошибках в расчетах.

По аналогии с расчетом параметров стальной трубы вычисляется теплоотдача медной трубы или любой другой, для этого мы разместили в данной статье несколько полезных и познавательных рисунков.

Отличная теплоотдача металлопластиковой трубы и другие преимущества делают ее наиболее предпочтительным вариантом при создании современных отопительных систем, в том числе альтернативных. Поэтому если вы только начинаете возведение загородного дома, то стоит остановить свой выбор именно на этом современном материале.

Еще один момент, с которым придется столкнуться после установки оборудования системы отопления – декоративная отделка, чтобы скрыть непривлекательные радиаторы и трубопровод

Вывод

Как видите, на самом деле ничего сложного нет в правильном расчете и увеличении эффективности системы обговоренных систем. Главное не забывать о том, что в некоторых случаях высокая теплоотдача труб отопления может привести к большим ежегодным затратам, поэтому увлекаться данной процессом тоже не стоит (см.также статью «Необходимость дополнительного трубопровода: как осуществляется установка трубной врезки»).

В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.

Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен

Как увеличить теплоотдачу трубы отопления – в теории и на практике

С какой целью рассчитывают теплоотдачу стальных труб

Преимущественно, расчет теплоотдачи стальных труб производится в таких случаях:

  • если нужно определить мощность нагревательных приборов для системы отопления в доме;
  • если возникла необходимость оценки теплопотерь, происходящих во время транспортировки теплоносителя по трубопроводу.

Стоит отметить, что нагревательные контуры, сквозь которые может отдаваться тепло, устанавливают в таких приборах:

  • полотенцесушители и змеевики;
  • регистры;
  • системы теплого пола.



Вывод

Как видите, на самом деле ничего сложного нет в правильном расчете и увеличении эффективности системы обговоренных систем. Главное не забывать о том, что в некоторых случаях высокая теплоотдача труб отопления может привести к большим ежегодным затратам, поэтому увлекаться данной процессом тоже не стоит (см.также статью “Необходимость дополнительного трубопровода: как осуществляется установка трубной врезки”).

В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.

Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен

Системы теплых полов

Если речь идет о водяном теплом полу, в отличие от электрического аналога, в качестве нагревательного контура в нем используются металлические трубы, хотя, их стали применять в последнее время все реже.

Главная причина снижения спроса на водяной теплый пол заключается в постепенном изнашивании стальных труб, снижении просвета в них. Кроме того, имеет значение и способ монтажа – сварные швы выполнить сможет далеко не каждый, а резьбовое соединение грозит утечкой теплоносителя через некоторое время. Естественно, никому не понравится результат утечки воды из системы в полу со стяжкой – будет затоплен потолок нижнего этажа или подвала, а перекрытие постепенно придет в негодность.

По этим причинам на замену стальным трубам в теплых водяных полах сначала пришли металлопластиковые змеевики, фитинги на которые крепились за пределами стяжки, а в настоящее время предпочитают армированный полипропилен.

Такому материалу присуще незначительное тепловое расширение, а при грамотной укладке и эксплуатации они могут прослужить не один десяток лет. Как вариант, используют и другие полимерные материалы.

Обратите внимание, что зазоры для теплового расширения армированного полипропилена все же нужно оставлять, хоть оно и небольшое.

Что такое теплопроводность

Данный термин означает способность различных материалов к обмену энергией, которая в этом случае представлена теплом. При этом передача энергии проходит от более нагретой части к холодной и происходит за счет:

  1. Молекул.
  2. Атомов.
  3. Электронов и других частиц структуры металла.

Теплопроводность нержавеющей стали будет существенно отличаться от аналогичного показателя другого металла — например, коэффициент теплопроводности меди будет иным, нежели у стали.

Для обозначения этого показателя используется специальная величина, именуемая коэффициентом теплопроводности. Она характеризуется количеством теплоты, которое может пройти через материал за определенную единицу времени.

Показатели для стали

Теплопроводность может существенно отличаться в зависимости от химического состава металла. Коэффициент данной величины у стали и меди будет разным. Кроме этого, при повышении или уменьшении концентрации углерода изменяется и рассматриваемый показатель.

Существуют и другие особенности теплопроводности:

  1. Для стали, которая не имеет примесей, значение составляет 70 Вт/(м* К).
  2. У углеродистых и высоколегированных сталей проводимость намного ниже. За счет увеличения концентрации примесей она существенно снижается.
  3. Само термическое воздействие также может оказывать воздействие на структуру металла. Как правило, после нагрева структура меняет значение проводимости, что связано с изменением кристаллической решетки.

Полотенцесушители

В домах старой постройки полотенцесушители из стальных труб встречаются очень часто, ведь в большинстве случаев они были заложены проектом, причем почти до конца прошлого века врезались в систему на резьбе.

Не так давно стали применять циркулярные врезки в элеваторных узлах, которые обеспечивают стабильную горячую температуру прибора.

Поскольку нагревательные контуры в полотенцесушителях постоянно подвергались перепадам температур – то нагревались, то остывали – резьбовым соединениям было сложно выдержать такой режим, поэтому они периодически начинали подтекать.

Несколько позднее, когда прогрев этих приспособлений стал стабильным благодаря врезке в стояки отопления, проблема протечек стала не настолько актуальной. В то же время размеры змеевика стали намного меньше, в результате чего снизилась площадь теплоотдачи стальной трубы. Однако такой полотенцесушитель оставался теплым не только во время использования горячей воды, а постоянно.

Методы повышения теплоотдачи

Круглая форма отнюдь не способствует увеличению теплоотдачи металлических труб. Еще более низкий коэффициент отношения объема и поверхности можно встретить только у сферы.

Следовательно, проблема как увеличить теплоотдачу трубы, несомненно, стояла у разработчиков первых простых отопительных приборов.

Чтобы увеличить коэффициент теплоотдачи стальной трубы раньше применялись такие методы:

  • Поверхность трубы покрывали матовой черной краской, чтобы усилить инфракрасное излучение нагревательного элемента. Это позволяло добиться значительного роста температуры в помещении. Стоит отметить, что современное хромирование на полотенцесушителях крайне неэффективно для усиления теплоотдачи – оно, скорее, для красоты.
  • Увеличение теплоотдачи трубы за счет наваривания на нее дополнительных ребер, что делало площадь нагревательного элемента, а значит и теплоотдачу, существенно больше. Наиболее передовым вариантом использования данного способа можно назвать конвектор, то есть участок загнутой трубы с приваренными поперечными ребрами. Хотя сама труба в данном случае отдает минимум тепла.

Любым из этих методов можно воспользоваться, если стоит вопрос, как увеличить теплоотдачу трубы отопления своими руками, ведь они совсем не сложные и вполне осуществимы в домашних условиях.

Расчет теплоотдачи регистра отопления

Регистр отопления из четырех гладких труб и схема движения теплоносителя показаны на рисунке.

На схеме четко показано каким образом перемещается теплоноситель внутри отопительного регистра. В целях поддержания в помещениях определенных температурных условий и соблюдения СнИПов требуется производить расчет теплоотдачи регистра отопления. Для осуществления расчетов теплоотдачи Вам потребуется на компьютер.

Более подробно рассмотрим как воспользоваться указанным файлом для получения результатов о теплоотдачи отопительных регистров.

Исходные данные, которые могу потребоваться для расчета:

Исходных данных не много, они понятны и просты.

  1. Диаметр труб Dв мм заносим

в ячейку D3: 108,0

  1. Длину регистра (одной трубы) Lв м записываем

в ячейку D4: 1,250

  1. Количество труб в регистре Nв штуках пишем

в ячейку D5: 4

  1. Температуру воды на «подаче» tпв °C заносим

в ячейку D6: 85

  1. Температуру воды на «обратке» в °C пишем

в ячейку D7: 60

  1. Температуру воздуха в помещении в °C вводим

в ячейку D8: 18

  1. Вид наружной поверхности труб выбираем из выпадающего списка

в объединенных ячейках C9D9E9: «При теоретическом расчете»

  1. Постоянную Стефана-Больцмана C0 в Вт/(м2*К4) заносим

в ячейку D10: 0,00000005669

  1. Значение ускорения свободного падения g в м/с2 вписываем

в ячейку D11: 9,80665

Меняя исходные данные можно смоделировать любую «температурную ситуацию» для любого типоразмера регистра отопления!

Теплоотдача просто одиночной горизонтальной трубы также может легко быть посчитанной по этой программе! Для этого достаточно указать количество труб в регистре отопления равное единице (N=1).

Результаты полученные при расчете теплоотдачи и их интерпретация

  1. Степень черноты излучающих поверхностей труб εавтоматически определяется по выбранному виду наружной поверхности

в ячейке D13: =ИНДЕКС(H5:H31;G2) =0,810

В базе данных, расположенной на одном листе с программой расчета, для выбора представлены 27 видов наружных поверхностей труб и их степени черноты. (Смотри в файле для скачивания в конце статьи.)

  1. Среднюю температуру стенок труб tст в °C вычисляем

в ячейке D14: =(D6+D7)/2 =72,5

tст=(tп+tо)/2

  1. Температурный напор dt в °C рассчитываем

в ячейке D15: =D14-D8 =54,5

dt=tст— tв

  1. Коэффициент объемного расширения воздуха β в 1/K определяем

в ячейке D16: =1/(D8+273) =0,003436

β=1/(tв+273)

  1. Кинематическую вязкость воздуха ν в м2/с вычисляем

в ячейке D17: =0,0000000001192*D8^2+0,000000086895*D8+0,000013306 =0,00001491

ν=0,0000000001192*tв2+0,000000086895*tв+0,000013306

  1. Критерий Прандтля Pr определяем

в ячейке D18: =0,00000073*D8^2-0,00028085*D8+0,70934 =0,7045

Pr=0,00000073*tв2-0,00028085*tв +0,70934

  1. 16. Коэффициент теплопроводности воздуха λ рассчитываем

в ячейке D19: =-0,000000022042*D8^2+0,0000793717*D8+0,0243834 =0,02580

λ=-0,000000022042*tв2+0,0000793717*tв+0,0243834

  1. Площадь теплоотдающих поверхностей труб регистра A в м2 определяем

в ячейке D20: =ПИ()*D3/1000*D4*D5 =1,6965

A=π*(D/1000)*L*N

  1. Тепловой поток излучения с поверхностей труб регистра отопления в Вт вычисляем

в ячейке D21: =D10*D13*D20*((D14+273)^4- (D8+273)^4)*0,93^(D5-1) =444

=C0*ε*A*((tст+273)4— (tв+273)4)*0,93(N-1)

  1. Коэффициент теплоотдачи при излучении αи в Вт/(м2*К) рассчитываем

в ячейке D22: =D21/(D15*D20) =4,8

αи=Qи/(dt*A)

  1. Критерий Грасгофа Gr вычисляем

в ячейке D23: =D11*D16*(D3/1000)^3*D15/D17^2 =10410000

Gr=g*β*(D/1000)3*dt/ν2

  1. Критерий Нуссельта Nu находим

в ячейке D24: =0,5*(D23*D18)^0,25 =26,0194

Nu=0,5*(Gr*Pr)0,25

  1. Конвективную составляющую теплового потока в Вт вычисляем

в ячейке D25: =D26*D20*D15 =462

Qк=αк*A*dt

  1. А коэффициент теплоотдачи при конвекции αк в Вт/(м2*К) определяем соответственно

в ячейке D26: =D24*D19/(D3/1000)*0,93^(D5-1) =5,0

αк=Nu*λ/(D/1000)*0,93(N-1)

  1. Полную мощность теплового потока регистра отопления Q в Вт и Ккал/час считаем соответственно

в ячейке D27: =(D21+D25)/1000 =0,906

Q=(Qи+Qк)/1000

и в ячейке D28: =D27*0,85985 =0,779

Q’=Q*0,85985

  1. Коэффициент теплоотдачи от поверхностей регистра отопления воздуху α в Вт/(м2*К) и Ккал/(час*м2*К) находим соответственно

в ячейке D29: =D22+D26 =9,8

α=αи+αк

и в ячейке D30: =D29*0,85985 =8,4

α’=α*0,85985

На этом расчет в Excel завершен. Теплоотдача регистра отопления из труб найдена!

Расчеты многократно подтверждены практикой!

Теплотехническим расчетам на этом сайте посвящены также статьи: «О тепловой энергии простым языком!», «Расчет водяного отопления за 5 минут!». В них просто и понятно на примерах рассказывается об основных понятиях теплотехники.

Теплопотери сквозь трубы

В условиях квартир особого смысла рассчитывать теплоотдачу нержавеющей трубы нет, ведь в данном случае все тепло, отдаваемое стояком и отопительными контурами, будет рассеиваться внутри, обогревая помещение.

А вот если необходимо качественно обогреть подвальные или складские мощности, а теплоноситель к ним должен подаваться из другого места, то в данном случае расчет теплоотдачи трубы будет более чем целесообразен, чтобы можно было сориентироваться, сколько тепла теряется по пути. Тогда можно попробовать поискать способы сократить теплопотери труб с горячей водой.

Утепление труб

Если в отапливаемых помещениях все делается для того, чтобы взять от трубы как можно больше тепла, то в магистральных линиях существует совершенно противоположная потребность — снизить теплоотдачу по максимуму.

Для этого применяется утепление труб.

Рынок материалов для этих целей достаточно обширен, поэтому проблем с выбором утеплителя не возникает никаких. Кроме наиболее дешевых стекловолоконных утеплителей, применяют базальтовую вату, пенополиуретан, пенополистирол.

Наиболее эффективно теплоотдача труб стальных может быть снижена в заводских условиях. Выпуск труб со слоем утеплителя и полиэтилена постоянно увеличивается, на сегодняшний день монтаж магистралей отопления из таких материалов является одним из лучших способов снижения теплопотерь.

Как видите, знание фактической теплоотдачи необходимо для решения многих технических проблем, связанных с сооружением систем горячего водоснабжения и отопления. Поэтому при проектировке данных систем обязательно выполняйте подобные расчеты, а еще лучше доверьте это специалисту.

Применение теплоизоляционных материалов

Наверное, первое, что приходит в голову при необходимости сохранить максимум тепла внутри трубы – это обмотать ее теплоизоляционным материалом. В конце прошлого века для этих целей применяли утеплитель из стекловолокна с дополнительной обмоткой негорючей тканью (данный способ рекомендован нормативной базой). Еще чуть раньше активно использовались растворы гипса или цемента, то есть теплоизоляция получалась твердой. В действительности же нерадивые сантехники нередко просто обматывали трубы старой ветошью, в надежде, что никто не проконтролирует.

Обилие современных материалов, например накладки на трубы из пенопласта, разрезные полиэтиленовые оболочки, минеральная вата и прочие, позволяет выполнить теплоизоляцию отопительных труб намного более качественно. И в новостройках такие материалы с успехом применяются. Тем не менее, отсталость ЖЕКов зачастую приводит к тому, что трубы по старинке обматывают тряпьем.

Как сделать расчет труб отопления отопления: учитываем все

При монтаже системы отопления в частном доме либо квартире главной целью постоянно является извлечение большого КПД из оборудования, дабы затрачиваемые средства были расходованы именно на обогрев помещения.

Такое вероятно при верном подборе:

  • не только радиаторов и самой системы,
  • но и диаметра труб,
  • и материала их изготовления.

Давайте определим, как создавать такие расчёты, обратим внимание на то, какие конкретно материалы более выгодны и посмотрим видео ролик по этому материалу.

Трубы отопления

  • Диаметральный и гидравлический расчет трубопроводов вероятен только в том случае, если для этого имеется их главные параметры, такие как:
  1. Материал изготовления, к примеру, сталь, медь, чугун, хризотилцемент, полипропилен.
  2. Внутренний диаметр.
  3. Данные по материалу и диаметру фасонных деталей и фитингов.
  4. Толщина стенок труб, фасонных деталей и фитингов.
  • Неясно откуда показалось вывод, что при повышении диаметра труб увеличивается уровень качества отопления, поскольку при повышении площади трубопровода возрастает теплоотдача. Теоретически, это, само собой разумеется, весьма кроме того похоже на правду, но в действительности всё выглядит по-иному.
  • В первую очередь, для труб громадного диаметра нужно закачивать в систему много теплоносителя, который необходимо нагреть. Следовательно, возрастает расход потребляемой энергии (электричество, газ, жидкое либо жёсткое горючее). А трубы сами по себе не являются нагревательным прибором (в радиаторах для обогрева употребляется способ конвекции, другими словами, КПД существенно возрастает), получается, что расход энергоносителей и материалов не обоснован.
  • Помимо этого, повышение объёма жидкости в контуре ведёт к понижению давления в системе, следовательно, вам нужно будет устанавливать на возврате вспомогательный циркуляционный насос для отопительной системы, что опять-таки влечёт за собой определённые затраты. Само собой разумеется, кроме того при громадном диаметре труб контура достигнуть нужной температуры в отапливаемом помещении в полной мере быть может, но цена на энергоносители и материал окажется через чур завышенной.

Внимание! Для эксплуатации системы и оптимального монтажа отопления (при подборе диаметра) давление в каждом циркуляционном кольце должно на 10% быть больше утраты, каковые приводит к гидравлическому сопротивлению.

Определение диаметра

Для опытных расчётов по диаметру труб отопления инженерами-теплотехниками употребляется много формул и такие вычисления, в большинстве случаев, необходимы для проектов многоэтажных жилых и публичных сооружений, других учреждений и предприятий. Для своего дома вам вряд ли пригодятся такие правильные цифры, исходя из этого, мы предлагаем вам упрощённую схему, которой может воспользоваться любой сантехник.

Формула для аналогичных расчётов выглядит так: D = v354*(0.86*Q/?t)/V, а сейчас нам остаётся лишь подставлять значения параметров под буквы.

  • D — это диаметр трубы (см),
  • Q — нагрузка на измеряемый участок (кВт),
  • ?t — температурная отличие в подающей и возвратной трубе (t?C),
  • V — Скорость теплоносителя в системе (м/сек).

Примечание. В случае если на подаче теплоносителя у котла его температура образовывает 80 ?C , а на возврате у котла 60 ?C , то при таких условиях значение ?t будет равняется ?t=80-60=20 ?C .

РасходПропускная свойство трубы (кг/час)
Ду трубы15 мм20 мм25 мм32 мм40 мм50 мм65 мм80 мм100 мм
Па/ммбар/м?0,15м/сек?0,15м/сек0,3м/сек
90,00,90017340374516272488471696121494030240
92,50,92517640775616522524478897561515630672
95,00,95017641476716782560486099001537231104
97,50,975180421778169925964932100441555231500
100,01,000184425788172426325004101521576831932
120,01,200202472871189728985508111961735235100
140,01,400220511943205931435976121321879238160
160,01,6002345471015221033736408129962016040680
180,01,8002525831080235435896804138242142043200
200,02,0002666191154248837807200145802264445720
220,02,2002816521202261739967560153362376047880
240,02,4002886801256274041767920160562487650400
260,02,6003067131310285543568244167402592052200
280,02,8003177421364297044568568173382692854360
300,03,0003317671415307846808802180002790056160

Пропорциональная зависимость между диаметром труб и пропускной способностью

Расчёт тепловой мощности (нагрузки)

Для определения оптимальной тепловой мощности системы отопления частного дома вы имеете возможность применять следующую формулу: Qt=V*?t*K/860.

Сейчас вам опять-таки остаётся лишь подставить цифровые значения на место знаков и тут:

  • Qt — это искомая мощность тепловой энергии для данного помещения (кВт/час),
  • V — объём обогреваемого помещения (м3),
  • ?t — температурная отличие в подающей и возвратной трубе (t?C),
  • K — коэффициент потерь тепла помещения (зависит от типа здания, толщины стен и из термоизоляции),
  • 860 — перевод в кВт/час.

В частном секторе постройки смогут очень сильно различаться друг от друга, но, однако, там обычно применяют следующие значения коэффициента потерь тепла (K):

  • В случае если архитектурное сооружение имеет упрощённую конструкцию (дерево, гофрированный металлопрокат) и там отсутствует изоляция, то K= 3-4,
  • Упрощённая конструкция архитектурного сооружения со не сильный степенью термоизоляции, к примеру, кладка в один целый кирпич либо пеноблок 405x400x200 мм — тут K=2-2,9,
  • В стандартных архитектурных сооружениях (кладка в два кирпича и маленькое количество дверей и окон, крыша — стандарт) K= 1-1,9,
  • При высокой степени термоизоляции для стандартных архитектурных сооружений с маленьким числом дверей и окон и утеплённой крышей и полом, инструкция показывает на то, что K=0,6-0,9.

В случае если вам нужно произвести расчёт трубного диаметра, то, как уже было отмечено выше, вам нужно значение отличия температур между помещением и улицей. В помещении за точку отсчёта в большинстве случаев берётся или комнатная температура (18-20 ?C), или та, которая вам наиболее подходит, а со стороны улицы вам необходимо подставить среднее значение, которое принято для вашего региона.

К примеру, ваша помещение имеет объём 3,5*5,5*2,6=50,05 м3 и она прекрасно утеплена, другими словами, там толстые либо утеплённые стенки, утеплён пол и потолок и воспользуемся коэффициентом 0,9. В Подмосковье средняя температура окружающей среды в зимний период образовывает -28 ?C, а для микроклимата в помещении заберём значение 20 ?C, тогда значение ?t будет равняется 28+20=48 ?C. При таких условиях, Qt=50,05*48*0,9/860?2,5/час.

Скорость теплоносителя

Примечание. Минимальная скорость теплоносителя для систем отопления не должно быть менее 0,2-0,25 м/сек. В тех случаях, в то время, когда скорость падает ниже этого значения, из жидкости начинается выделение воздуха, что содействует образованию воздушных пробок. В таких случаях возможно частично утеряна работоспособность контура, а в отдельных обстановках это может привести к полному бездействию системы, поскольку поток остановится по большому счету и это случится при работающем циркуляционном насосе.

Внутренний диаметр трубТепловой поток (Q) при ?t=20Расход воды (кг/час) при скорости перемещения (м/сек)
0,10,20,30,40,50,60,70,80,91,01,1
84091881835122853163570204488245310528611233270141367915840381764496193
106392712775519168225551103191137383216544711925109220574824763872757025302
12920411839792769119367915845981985518237643827764382778277356919739510117435
15141762287412443111855748247718530986223711005943811496494129335561437061815807680
20255511051092207664330102194391277454915328659178837592043887922992989255471099281021208
2529921727983343119755151596768719959858239501030279421202319341373359261545399171716439091888
3265402811308056219620844261601125327001406392401687457801969523202250588602531654012812719413093
40102194392043887930658131840875175851094219761313263671532307681751351591969395510218843341124074834
50159676873193413734790120606386827467983534339580241201176548061277355493143702617915965968661756357552
701129513456259026919388540371251815383156476672918777180742190659420250361107682816561211131295213457344247148013
100638682746127735549319160382392554711098531933813732383206164784470741922451694121971574809247176386772746370254430210

Таблица для определения трубного диаметра

Примечание. Плотность воды при 80 ?C равна 971,8 кг/м3.

Скорость жидкости в отопительном контуре может составлять от 0,6м/сек до 1,5м/сек, но в тех случаях, в то время, когда соблюдается большее значение, то значительно понижаются гидравлические шумы в системе, исходя из этого, скорость 1,5м/сек мы и примем за отправную величину.

В то время, когда у нас имеются все нужные значения, мы можем подставить их в формулу D = v354*(0.86*Q/?t)/V, при таких условиях у нас окажется D = v354*(0.86*2,5/20)/1,5?1,34, значит, нам пригодится труба с внутренним диаметром 14 мм

Само собой разумеется, в то время, когда вы делаете своими руками систему отопления у себя дома, то возможность того, что вы станете применять формулы для расчётов, ничтожно мелка, но в этом случае для вас имеется пособие в виде таблиц, расположенных в данной статье. Помимо этого, в таблице учтён тип циркуляции жидкости, который возможно принудительным либо естественным.

На данный момент значительно чаще (особенно в частном секторе) радиаторные контуры, и разводка труб отопления к гребёнкам тёплого пола выполняется из полипропилена. Из всех используемых в этом случае, данный материал владеет мельчайшей теплопроводностью, но, однако, в тех местах, где трубы проходят по холодным участкам, их необходимо утеплять.

Заключение

Напоследок возможно заявить, что чаще всего применяемый наружный диаметр полипропиленовых труб для отопительных контуров в частном секторе, это 20, 25,32 и 40 мм. Подводку к радиаторам по большей части делают сечением 20 мм, иногда 25 мм, а более толстые трубы употребляются в качестве стояков.

Ссылка на основную публикацию