Теплоотдача 1 м. стальной трубы

Расчёт теплоотдачи трубы требуется при проектировании отопления, и нужен, чтобы понять, какой объём тепла потребуется, чтобы прогреть помещения и, сколько времени на это уйдёт. Если монтаж производится не по типовым проектам, то такой расчёт необходим.

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.

Радиатор из стальных труб

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.

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.

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.

Рассчитываем отдачу для 1 м. изделия

Посчитать теплоотдачу 1 м. трубы, выполненной из стали, просто. У нас есть формула, осталось подставить значения.

Q = 0,047*10*60 = 28 Вт.

• К = 0.047, коэффициент теплоотдачи;
• F = 10 м 2 , площадь трубы;
• dT = 60° С, температурный напор.

Об этом стоит помнить

Хотите сделать систему отопления грамотно? Не стоит подбирать трубы на глазок. Расчёты теплоотдачи помогут оптимизировать траты на строительство. При этом можно получить хорошую отопительную систему, которая прослужит долгие годы.

Расчет теплопотерь трубопровода

Расчет тепловых потерь трубопроводов с помощью онлайн-калькулятора – рассчитайте теплопотери трубопроводов с изоляцией по длине по формулам.

Теплопотери трубопровода – это суммарные потери тепловой энергии, которые происходят при перемещении теплоносителя от источника до конечного потребителя. С помощью нашего калькулятора вы сможете выполнить расчет теплопотерь трубопровода по длине с учетом изоляции и температуры окружающей среды. Теоретическое обоснование алгоритма и формулы расчета представлены ниже. Если вы хотите узнать потери тепла в трубе без учета изоляции, укажите толщину равную нулю. Значение коэффициента теплопроводности для материалов указан в таблице. Коэффициент запаса по умолчанию равен 1.3 (без необходимости не меняйте данное значение). Рекомендуется брать температуру наиболее холодной пятидневки по СП 131.13330.2018 «Строительная климатология». Чтобы получить результат, нажмите кнопку «Рассчитать».

Смежные нормативные документы:

• СП 50.13330.2010 «Тепловая защита зданий»
• СП 124.13330.2012 «Тепловые сети»
• СП 61.13330.2012 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов»
• СП 131.13330.2018 «Строительная климатология»
• ГОСТ Р 56779-2015 «Системы распределения бытового горячего водоснабжения»

Как рассчитать теплопотери самостоятельно?

Формула расчета теплопотерь трубопровода: Q = (2π × λ × L × (T_вн — T_нар) / ln(D / d) × k

3,14);

λ – коэффициент теплопроводности изоляции, Вт/м°С (см. таблицу ниже);

L – длина трубы, м;

T_вн – температура жидкости в трубопроводе, °С;

T_нар – температура окружающей среды, °С;

D – наружный диаметр трубопровода с теплоизоляцией, м;

d – внутренний диаметр трубопровода, м;

k – коэффициент запаса мощности (1,3).

Тепловой расчет отопительных приборов.

Принимаем к установке в помещениях в качестве отопительных приборов радиаторы чугунные типа МС-140-108. Радиаторы устанавливают под окнами на открытой стене и присоединяют к стоякам, как показано на плане квартиры. В заданной квартире каждого уровня требуется установка четырех радиаторов. Подачу теплоносителя в приборы можно обеспечить по двум П-образным однотрубным стоякам (Ст.3 и Ст.4). Bыполним расчет приборов, присоединенных к одному из стояков, например, приборов обслуживающих кухни (помещения № 105, 205, 305 и 405) и жилые комнаты (помещения № 106, 206, 306, 406), подключенные к стояку 3. Поскольку гидравлический расчет системы не производится, задаемся диаметрами теплопроводов: принимаем диаметры стояка и подводок 20 мм. Схема стояка показана на рисунке. У каждого прибора проставляем тепловую нагрузку, в верхней части указываем тепловую нагрузку стояка Q_п = 2660 Вт. К подающей ветви стояка подключаем приборы с большей тепловой нагрузкой. Стрелками на схеме показано направление движение теплоносителя.

Расчет выполняем по методике, описанной в п. 2.4. методических указаний, и представляем в форме таблицы.

Рассмотрим расчет на примере помещения № 106. Тепловая нагрузка каждого прибора принимается равной теплопотерям помещения, в котором устанавливается прибор. Для прибора, об­служивающего помещение №106, нагрузка Q_п = 560 Вт. Температура теплоносителя на входе в первый по ходу движения воды прибор t_вх1=t_r=105°С. Температура воды на выходе из первого прибора определяется по формуле (21)

Эта же температура будет температурой на входе в следующий прибор, т.е. t_вх2= 97,63°С.

Последовательно определяя температуру воды на входе и выходе каждого прибора, получаем температуру на выходе из пос­леднего прибора

что соответствует заданному перепаду температур теплоносителя, сле­довательно, промежуточные значения температур вычислены верно.

Температурный напор для прибора, устанавливаемого в помещении № 106, определяем по формуле (19):

Расход теплоносителя вычисляем по формуле (20)

Если требуется расход теплоносителя получить в кг/ч, то полученное значение необходимо умножить на 3600, т.е. 0,019×3600=68,4 кг/ч.

Для определения расчетной плотности теплового потока прибора по формуле (18) необходимо выписать основные технические данные (по прил.6): номинальная плотность теплового потока q_ном = 758 Вт/м 2 ; при движении воды снизу-вверх и расходе G_пр = 0,019 кг/с; n = 0,25; p=0,04 и C_пр= 0,97.

при движении сверху вниз: n = 0,3; p=0 и C_пр= 1.

Находим по прил.7 теплоотдачу открыто проложенных трубопроводов: при

t_вх– t_р = 105 – 20 = 85 °С для труб диаметром 20 мм q_в = 96 Вт/м, q_г = 119 Вт/м.

Расчет отопительных приборов

Помещения

Тепловая мощность Qn,Вт

Температура воздуха tр, °С

Температура теплоносителя на входе tвх, °С

Температура теплоносителя на выходе tвых, °С

Температурный напор ∆tср, °С

Расход теплоносителя ,кг/с

Расчетная плотность теплового потока qпр, Вт/м 2

Коэффициенты

Теплоотдача труб Qтр, Вт

Теплоотдача прибора Qпр, Вт

Расчетная площадь прибора F, м 2

Коэф-фици- енты

Число секций

β1

β2

β3

β4

Расчетное Np

Установочное Nуст

ЛК

97,63 95,00 92,37 84,74 79,48 77,38 75,28

97,63 95,00 92,37 84,74 79,48 77,38 75,28

81,3 76,3 73,7 68,6 63,1 59,4 57,3 53,6 71,5

0,019 0,019 0,019 0,019 0,019 0,019 0,019 0,019 0,02

829,72 766,44 733,57 670,3 662,47 612,7 584,71 536,26 707,93

1,04 1,04 1,04 1,04 1,04 1,04 1,04 1,04 1,04

1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02

279,8 238,1 206,1 59,7 177,7 169,4 160,8 225,6

308,2 -25 -14,3 394,5 346,3 0,1 7,5 255,3

0,37 0,59 0,52 0,01 0,48 3,64

1,52 2,41 2,14 0,05 1,95 14,92

Длина горизонтальных труб равна суммарной длине подводок к прибору: l_г = 2×0,35 = 0,7 м; длина вертикальных труб диаметром 20 мм опреде­ляется как высота этажа за вычетом толщины перекрытия и расстояния между пробками радиатора: l_в20 = 2,8 — 0,25 — 0,5 = 2,05 м.

Теплоотдачу открыто проложенных трубопроводов вычисляем по формуле (22):

Определяем теплоотдачу прибора по формуле (17):

Вычисляем расчетную площадь поверхности прибора по формуле (16):

Принимая β₄ = 1, по формуле (23) вычисляем расчетное число сек­ций (площадь поверхности нагрева одной секции f₁ = 0,244 м 2 ):

Расчет труб отопления: диаметр, теплоотдача, уклон и другие характеристики

Одним из основных этапов планирования системы отопления в доме или квартире является расчет труб отопления. На этой стадии разработки проекта определяются вид труб, а также их диаметр. Именно от правильности подбора всех исходных материалов для создания отопительной системы будет зависеть продолжительность и качество её функционирования.

Правильно выбранные и смонтированные трубы отопления обеспечат минимальные потери тепла и бесперебойное функционирование системы

Диаметры труб отопления и особенности их выбора

Приступая к решению такой задачи, как расчет диаметра труб системы отопления, следует принять во внимание, что существует несколько понятий, объединённых общим термином «диаметр трубы». Каждые трубы могут характеризоваться следующими параметрами:

• Внутренний диаметр – основная характеристика трубы, указывающая на её пропускную способность.
• Наружный диаметр – не менее важная характеристика, которую обязательно следует принимать во внимание при проектировании отопительной системы.
• Номинальный диаметр (условный проход) – некая округлённая величина, которая указывается при маркировке.

Не следует забывать также, что трубы, изготовленные из разных материалов, имеют в своей маркировке число, соответствующее тому или иному её диаметру:

• Стальные и чугунные трубы маркируют по величине их внутреннего диаметра.
• Трубы из меди или пластика – по величине наружного диаметра.

Именно поэтому, проводя расчет сечения трубы отопления, в обязательном порядке надо учитывать материал труб. Особенно, если предполагается создать систему, представляющую собой комбинацию разных труб.

Одной из особенностей, влияющих на выбор размера любых труб, является единица измерения, принятая для оценки величины их диаметра, а следовательно, и их маркировки. Основной единицей, указывающей на размер трубы, является целое число или доля дюйма. Чтобы перевести дюймы в привычную для нас систему измерения, следует запомнить, что 1 дюйм = 25,4 мм.

Как выполнить расчёт необходимого диаметра труб отопления

Начиная расчет диаметра трубы для отопления жилого помещения, следует учесть ещё один важный параметр. Это – тепловая нагрузка. В соответствии со стандартами, комфортные условия для проживания в помещении при высоте потолка в 2,5 м обеспечивают 0,1 кВт тепловой мощности, приходящихся на 1 м 2 его площади. Следовательно, можно очень легко подсчитать, сколько же потребуется тепла для обогрева, например, комнаты в 20 м 2 :

В соответствии с таблицей подбирается диаметр труб, способных обеспечить комфортное тепло. В нашем примере, согласно представленной таблице, для того, чтобы в комнате всегда было тепло, вполне подойдут трубы внутренним диаметром в 1/2 дюйма.

Тепловая нагрузка и расход теплоносителя для труб отопления различного диаметра

Характеристики труб отопления: теплоотдача и уклон

Теплопроводность труб и радиаторов отопления

Установив в своём доме автономную отопительную систему, каждый для себя решает, какая будет температура протекающей по этим трубам воды. Всё зависит от пожелания домочадцев, внешних климатических условий и от типа батарей отопления, установленных в доме. Поскольку не существует какого-либо стандарта и ограничения на такой параметр, как температура теплоносителя, то определяющей величиной здесь должна быть теплоотдача труб отопления.

Чем меньше теплопроводность труб, тем меньше теплопотерь произойдет до непосредственной доставки теплоносителя к радиатору. Рассмотрим, какие трубы обладают меньшей теплоотдачей:

• Здесь наиболее оптимальным вариантом видятся полипропиленовые трубы, поскольку коэффициент их теплопроводности наименьший среди остальных видов труб, используемых в отопительных системах.
• Несколько большую теплопроводность имеют металлопластиковые и армированные полимерные трубы, хотя также являются неплохим вариантом для монтажа трубопровода отопления.
• И, наконец, стальные трубы, проложенные в подавляющем большинстве домов постройки прошлого века, отдают тепло быстрее всего.

Трубы для отопления различных диаметров на низкотемпературных участках окружающей среды рекомендуется теплоизолировать специальными материалами

Что касается радиаторов, то здесь, наоборот, приветствуются изделия из материалов с наибольшей теплоотдачей. Рейтинг по возрастанию качества радиаторов относительно их теплоотдачи будет выглядеть следующим образом:

• Радиаторы, изготовленные из чугуна, имеют самый низкий коэффициент теплопередачи среди современных приборов для отопления.
• За ними следуют радиаторы биметаллические.
• Алюминиевые батареи обладают наивысшим коэффициентом передачи тепла от носителя в окружающее пространство, поэтому именно их рекомендуется использовать для повышения эффективности системы.

Кроме того, существует параметр, который поможет определиться с количеством секций радиаторов. Это – их тепловая мощность, которая обязательно указывается в паспорте изделия. Обычно она соответствует величине, заданной из расчёта, что протекающая по трубам отопления вода будет иметь температуру 75°С. Для поддержания комфорта и экономии энергии в доме эту величину можно варьировать, изменяя в ту или иную сторону.

Также для нормальной работы системы внутридомового отопления важно знать, каково давление в трубах, отапливающих дом. Стандартный показатель – 1,5-2 атм. Повышение давления выше указанных величин может привести к тому, что толщина стенки трубы для отопления окажется недостаточной. В этом случае неизбежно произойдёт разгерметизация и выход оборудования из строя. Чтобы избежать подобной неприятности следует использовать манометры для контроля давления в системе.

Организация уклона труб отопления

Правильное направление уклона труб отопления при естественной циркуляции

Создавая автономную систему водяного отопления дома, не надо забывать, что она должна устраиваться с небольшим уклоном, помогающим правильному её функционированию. Особенно это актуально для системы естественной циркуляции теплоносителя по трубам. Правила выбора уклона труб отопления:

1. Правильно выбранный уклон труб отопления обеспечит беспрепятственную циркуляцию теплоносителя по системе. Величина уклона в сторону течения воды должна составлять 10 мм на 1 м трубы как в направлении от нагревательного котла к радиаторам отопления, так и при выводе из системы.

1. В системах, использующих принудительную циркуляцию теплоносителя с помощью насоса, уклон устраивать не обязательно. Обычно в таких системах трубы прокладываются горизонтально или с минимальным уклоном в сторону сливной запорной арматуры в 2–3 мм. Это помогает вылить воду из труб для проведения ремонтных работ или для недопущения разрыва трубопровода в случае, когда система длительное время не используется в холодное время года.
2. Горизонтальный отвод для подключения к батарее от вертикальных систем трубопровода длиной больше 0,5 м устраивают с уклоном в 10 мм в сторону движения воды. Если этот отвод имеет меньшую длину, уклон устраивать не обязательно.

Проектирование и монтаж системы отопления в доме – сложная задача. Поэтому лучше всего доверять её решение профессионалам, которые точно знают, как рассчитать трубы для отопления, выбрать подходящие материалы. Они проведут необходимые тепловые и гидравлические расчёты, гарантирующие, что система отопления в вашем доме прослужит надёжно и долго. Если же система отопления в вашей квартире или доме компактна, руководствуясь инструкциями нашего портала, вы наверняка сможете выполнить все необходимые работы не хуже, но при этом и существенно дешевле.