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Transfert de chaleur approximatif (chaleur dégagée) des tuyaux métalliques à l'air en fonction de la différence de température entre le tuyau et l'air ambiant


Transfert de chaleur approximatif (chaleur dégagée) des tuyaux métalliques vers l’air, en fonction de la différence de température entre le tuyau et l’air environnant. De manière pratique, rapide et précise, vous pouvez estimer le nombre requis de registres, en tenant compte du fait que les batteries ne doivent jamais être chauffées au-dessus de 65 ° C. Oui, et pour toute autre application pratique est également une étiquette très utile.

Valeurs approximatives pour les tuyaux métalliques non isolés. Tuyaux en cuivre, laiton, acier, fonte.

Calcul du tuyau en acier caloporteur et comment l’augmenter

Comme vous le savez, les tubes en acier ont un fort transfert de chaleur. Dans certains cas, cela donne un résultat positif, mais cela cause souvent de nombreuses difficultés. Par conséquent, lors du montage de divers systèmes, il est nécessaire de calculer le transfert de chaleur d'un tuyau.

Dans quels cas le calcul est-il nécessaire?

Pour être précis, le calcul du transfert de chaleur n’est effectué que dans un seul but, il vous permet de déterminer la quantité de chaleur dégagée par la surface du tuyau.

Mais ces données sont nécessaires dans deux cas opposés:

  • Calcul de l'efficacité de chauffage. Dans ce cas, le diamètre requis des éléments du système de chauffage est déterminé pour obtenir la température requise dans la pièce.
  • Le calcul de la perte de chaleur est effectué afin de sélectionner les matériaux les plus efficaces pour la communication en isolation.

Le calcul du transfert de chaleur des tubes en acier dans les deux cas est effectué selon la même méthode.

Méthode de calcul

La formule pour déterminer le transfert de chaleur est assez simple, mais il convient de considérer qu’elle donne des résultats approximatifs. Il y a beaucoup de nuances qui ont leur effet. Par conséquent, si vous avez besoin de données précises et du type de transfert de chaleur dans vos conditions, il est préférable de contacter un spécialiste.

Q = K x F x Δt,

où: Q - transfert de chaleur, Kcal / h

K - coefficient de conductivité thermique du tube en acier, Kcal / (m² x H x 0 C)

F - surface de la surface chauffée des tuyaux, m²

T - pression thermique, 0 С

Le coefficient de conductivité thermique ne dépend pas seulement du matériau à partir duquel les tuyaux sont fabriqués.

Les données suivantes jouent un rôle important:

  • Diamètre
  • Nombre de fils (lignes) de l'appareil de chauffage
  • Tête thermique du produit

À son tour, il est déterminé par un certain nombre de formules complexes, il est donc plus facile d'utiliser des tables spéciales contenant des données moyennes.

Donc, pour les tuyaux en acier, il peut varier de 8 à 12,5.

La surface est déterminée par les formules les plus simples du cours de géométrie scolaire. Ainsi, pour un tube rond, elle est égale à la surface du cylindre:

F = P x d x l,

d - diamètre du tuyau

La pression thermique est déterminée par la formule suivante:

où: tn - température d'entrée, degrés

tà propos de - température du caloporteur à la sortie, en degrés

tdans le - température ambiante, degrés

Si vous êtes intéressé par le transfert de chaleur théorique d'un tuyau en acier, les valeurs de pression thermique suivantes sont appliquées selon le SNiP:

Par conséquent, la pression thermique ∆t = 55 degrés.

Si vous effectuez le calcul pour un tuyau doté d'une isolation thermique, le résultat sera alors nécessaire pour multiplier l'efficacité de l'isolation.

Exemple de calcul

À titre d'exemple, nous calculons la quantité de chaleur qu'un tuyau d'acier donne avec de tels paramètres - un diamètre de 25 mm et une longueur de 1 mètre. Le calcul est fait théoriquement, donc, la pression thermique est de 55 degrés, le tuyau n'est pas isolé.

Déterminer la surface:

F = 3,14 x 0,025 x 1 = 0,0785 m²

Dans le tableau, choisissez la valeur du coefficient de conductivité thermique. Pour le registre dans un fil, avec un diamètre inférieur à 40 mm, à une pression thermique de 55 degrés, nous avons K = 11,5.

Q = 11,5 x 0,0785 x 55 = 49,65 Kcal / h

Comme vous pouvez le constater, en théorie, tout est assez simple, mais la pratique est très différente de la théorie. Par conséquent, il est possible d'effectuer de tels calculs de manière indépendante uniquement dans les cas les plus simples.

Comment augmenter le transfert de chaleur?

En raison du rapport existant entre le volume du tuyau et sa surface, il est souvent nécessaire d'augmenter sa capacité à dégager de la chaleur. Ceci est nécessaire pour le chauffage le plus efficace.

Pour ce qui est d'augmenter le transfert de chaleur du tuyau, on le sait depuis longtemps. En pratique, les méthodes suivantes ont été utilisées et sont appliquées.

Le convecteur utilisé dans les systèmes de chauffage à l’époque soviétique est un exemple d’augmentation effective du transfert de chaleur. C'était un tuyau courbé (en forme de U) avec des plaques soudées perpendiculairement à celui-ci. Cette méthode s'appelle des ailettes, elle est utilisée dans les appareils de chauffage modernes.

Un bon résultat est fourni par la coloration des surfaces radiantes émises avec une peinture noire mate. Bien sûr, ce n’est pas une très bonne option du point de vue du concepteur, mais elle augmente considérablement le rayonnement infrarouge de l’appareil.

Il était possible d'assurer un transfert de chaleur plus important du système de chauffage en augmentant la surface des éléments chauffants.

Auparavant, cet objectif était atteint de plusieurs manières:

  • Augmenter la longueur du tuyau. Un exemple simple est un porte-serviettes chauffant ordinaire, le coefficient de transfert de chaleur d'un tuyau ne change bien sûr pas, un chauffage plus efficace était obtenu précisément en augmentant la longueur.
  • Une autre façon d'améliorer l'efficacité du chauffage - l'utilisation de registres. Ils représentent plusieurs lignes de conduites parallèles. Dans ce cas, le retour de chaleur a été obtenu en augmentant la zone de travail de l'appareil. Bien sûr, il est impossible de comparer le transfert de chaleur du registre et des appareils de chauffage modernes, mais dans un passé récent, une telle conception est souvent devenue la seule possible.

L'émergence de nouveaux matériaux a permis d'utiliser d'autres moyens pour améliorer l'efficacité du chauffage. Le sol le plus populaire est le sol en eau chaude, bien que, récemment, les tuyaux d’acier n’aient pas été utilisés, des matériaux plus modernes sont apparus, mais le principe est le même.

Une augmentation significative de la longueur des éléments chauffants permet un chauffage efficace.

Maintenant, pour l’installation de systèmes de plancher thermo-isolé à l’eau, on utilise principalement des tuyaux en plastique et autres types de tuyaux en polymère.

Lorsque vous utilisez des tuyaux en métal-plastique, n'oubliez pas que vous ne devez pas enterrer les raccords dans une chape, en particulier les tuyaux de compression. Le meilleur de tous, si toute la ligne sera posée par un tuyau.

Du fait que le transfert de chaleur du tube en acier est encore limité, d'autres matériaux, tels que l'aluminium, sont de plus en plus utilisés. Les radiateurs de celui-ci ont un coefficient de transfert de chaleur élevé.

Isolation des tuyaux

Si tout est fait dans des locaux chauffés de manière à absorber le plus de chaleur possible dans le tuyau, il existe un besoin totalement opposé dans les lignes principales - réduire le transfert de chaleur au maximum.

À cette fin, une isolation de tuyau est appliquée.

Le marché des matériaux à ces fins est assez vaste, le choix de l'isolation ne pose donc aucun problème. En plus de l'isolation en fibre de verre la moins chère, on utilise du coton basalt, de la mousse de polyuréthane et de la mousse de polystyrène.

Le transfert de chaleur le plus efficace des tuyaux en acier peut être réduit en usine. La production de tuyaux avec une couche d'isolant et de polyéthylène est en augmentation constante. Aujourd'hui, l'installation de lignes de chauffage à partir de tels matériaux est l'un des meilleurs moyens de réduire les pertes de chaleur.

Comme vous pouvez le constater, la connaissance du transfert de chaleur réel est nécessaire pour résoudre de nombreux problèmes techniques liés à la construction de systèmes de chauffage à eau chaude et à eau chaude. Par conséquent, lors de la conception de ces systèmes, veillez à effectuer ces calculs et, mieux, à les confier à un spécialiste.

Registres de chauffage: types, calculs et fabrication de leurs propres mains

Il existe sur le marché une quantité considérable de différents types de radiateurs. Cependant, des radiateurs de fabrication artisanale sont encore utilisés. Et les registres de tuyaux les plus courants. Les registres de chauffage sont des structures soudées ou préfabriquées de conduites horizontales reliées entre elles par des ponts pour la circulation du liquide de refroidissement.

Quels sont

Les registres de chauffage sont fabriqués à partir de différents matériaux, ils ont une forme différente. Chacun a ses avantages et ses inconvénients.

Que font-ils

Si nous parlons de matériaux, le plus courant est l’acier, ou plutôt les tubes électrosoudés en acier. L’acier n’a pas le meilleur transfert de chaleur, mais il est compensé par un prix bas, une facilité de traitement, une disponibilité et un grand choix de tailles.

Les tuyaux en acier inoxydable sont assez rares - pour un pouvoir décent, il faut un grand nombre de tuyaux, et combien coûtent les produits en acier inoxydable, vous avez une idée. S'ils les ont fait, alors probablement pendant longtemps. Ils utilisent également «galvanisé», mais il est plus difficile de travailler avec cela - cela ne fonctionnera pas.

Les registres en tubes de cuivre ont un transfert de chaleur élevé et au moins un prix élevé.

Parfois, des registres en cuivre sont fabriqués - ils sont utilisés dans les réseaux où le câblage est constitué de tuyaux en cuivre. Le cuivre se caractérise par un transfert de chaleur élevé (quatre fois supérieur à celui de l'acier) car ses dimensions sont beaucoup plus petites (en termes de longueur et de diamètre des tuyaux utilisés). De plus, les tuyaux de câblage eux-mêmes (s'ils ne sont pas cachés dans le mur ou le sol) dégagent suffisamment de chaleur. En même temps, la plasticité de ce métal permet de plier les tuyaux sans astuces ni efforts particuliers et d’utiliser la soudure uniquement au niveau des joints de différentes pièces. Mais tous ces avantages sont compensés par deux gros inconvénients: le premier est le prix élevé, le second est le caprice du cuivre quant aux conditions de fonctionnement. Pour le prix, tout est clair, mais quelques explications sur l'opération:

  • un fluide caloporteur neutre et propre est nécessaire, sans matières solides
  • Dans le système, la présence d'autres métaux et alliages, à l'exception de ceux compatibles, est indésirable - bronze, laiton, nickel, chrome. Par conséquent, tous les raccords et accessoires devront être recherchés dans ces matériaux;
  • mise à la terre nécessairement faite soigneusement - sans elle, en présence d'eau, les processus de corrosion électrochimique commencent;
  • la douceur du matériau nécessite une protection - nous avons besoin d'écrans, de boîtiers, etc.

Il existe des registres de fonte. Mais ils sont trop volumineux. En outre, si vous avez une très grande masse, sous eux, vous devez faire au moins des casiers massifs. De plus, la fonte est fragile - un trait, et elle peut se casser. Il s’avère que ce type de registres a également besoin de couvercles protecteurs, ce qui réduit le transfert de chaleur et augmente les coûts. Et les installer est un travail difficile et dur. Les avantages incluent une fiabilité élevée et une neutralité chimique: cet alliage ne tient pas compte du fluide de refroidissement utilisé.

Tubes à ailettes en fonte

En général, le cuivre et la fonte ne sont pas faciles. Il s’avère donc que le meilleur choix est celui des registres en acier.

Types de registres

La forme la plus courante - les registres de tuyaux lisses et le plus souvent - en acier électrique. Diamètres - de 32 mm à 100 mm, parfois jusqu'à 150 mm. Ils sont faits de deux types - serpentine et registre. De plus, le registre peut avoir deux types de connexions: chaîne et colonne. Le fil conducteur est celui où les cavaliers, à travers lesquels le caloporteur circule d'un tuyau à l'autre, sont installés à droite, puis à gauche. Il s'avère que le liquide de refroidissement coule de manière séquentielle autour de tous les tuyaux, c'est-à-dire que la connexion est cohérente. Lors de la connexion du type de "colonne", toutes les sections horizontales sont interconnectées aux deux extrémités. Dans ce cas, le mouvement du liquide de refroidissement est parallèle.

Types de registres à partir de tuyaux lisses

Tous les types de registres peuvent être utilisés pour tout type de système: avec câblage à un ou deux tuyaux, avec alimentation verticale et horizontale. Quel que soit le système, un transfert de chaleur important se produit lorsque l'alimentation est connectée à la buse supérieure.

Dans le cas d'une utilisation dans des systèmes à circulation naturelle, il est nécessaire d'observer un léger biais vers le sens de circulation du caloporteur d'environ 0,5 cm par mètre de tuyau. Cette faible pente s'explique par un grand diamètre (faible résistance hydraulique).

C'est un registre de chauffage en serpentin.

Ces produits sont fabriqués non seulement à partir de tuyaux ronds, mais également à partir de tuyaux carrés. Ils sont pratiquement les mêmes, mais il est plus difficile de travailler avec eux et la résistance hydraulique est un peu plus. Mais les avantages de cette conception incluent une taille plus compacte avec le même volume de liquide de refroidissement.

Registres à tube carré

Il existe également des registres de tuyaux à ailettes. Dans ce cas, la zone de contact du métal avec l'air augmente et le transfert de chaleur augmente. En fait, dans certains nouveaux bâtiments, les constructeurs ont installé de tels appareils de chauffage: le fameux «tuyau à ailettes». Avec pas la meilleure apparence, ils réchauffent bien la pièce.

Le registre avec les plaques aura un transfert de chaleur beaucoup plus élevé.

Si un registre insère le chauffage, vous pouvez obtenir un chauffage combiné. Il peut être séparé, non connecté au système ou utilisé comme source de chaleur supplémentaire. Si le radiateur n’est isolé que par l’élément chauffant, il est nécessaire d’installer un vase d’expansion au sommet (10% du volume total du caloporteur). Lorsqu'il est chauffé à partir d'un vase d'expansion de chaudière domestique, il est généralement intégré à la conception. Si ce n'est pas le cas (souvent dans des chaudières à combustibles solides), il est alors nécessaire d'installer un vase d'expansion. Si les registres sont en acier, le réservoir doit être de type fermé.

Le chauffage électrique peut être utile dans le froid le plus sévère lorsque la puissance de la chaudière ne suffit pas. En outre, cette option peut aider en dehors de la saison, lorsque charger une chaudière à combustible solide pour une combustion longue et accélérer le système "à saturation" n'a pas de sens. Il ne faut que réchauffer un peu la pièce. Avec les chaudières à combustibles solides, cela n'est pas possible. Et une telle option de sauvegarde aidera à se réchauffer pendant la saison morte.

En ajoutant au registre des appareils de chauffage et en mettant le vase d'expansion, nous obtenons un système de chauffage combiné

Calcul des registres à partir de tuyaux lisses

Les registres de chauffage en acier sont faciles à faire à la main. Le coût d'un tel système de chauffage dépendra de celui qui les cuisinera. Si vous possédez vous-même la technique de soudage, l'option est le budget le plus bas, si le soudeur doit être payé, il n'y aura pas beaucoup de différence de coût avec les techniques en aluminium bon marché.

Dans le même temps, les registres occuperont de plus grandes surfaces que les appareils de chauffage standard: en raison de la petite surface de contact avec l'air, leur efficacité est faible. Ils augmentent le transfert de chaleur en utilisant une pompe plus puissante, mais il existe des limitations de vitesse dues aux éventuels bruits dans le système. Lisez comment choisir la puissance de pompage ici.

Les diamètres, comme mentionné - de 32 mm à 100-150 mm. Les grandes tailles de tuyaux entraînent une augmentation du volume du système. Lors du démarrage et de l’accélération du système, c’est un inconvénient - il faut un temps décent pour que le liquide de refroidissement se réchauffe. Pendant le fonctionnement, un volume important est plutôt un avantage: des conditions plus douces pour la chaudière. D'autre part, lorsqu'il y a une grande quantité de liquide de refroidissement, il est difficile de contrôler la température.

Table de transfert de chaleur en tubes d'acier de différents diamètres pour différentes conditions de fonctionnement du système (cliquez sur l'image pour l'agrandir)

La distance entre deux tuyaux dans le registre ne doit pas être petite: cela réduit le transfert de chaleur. Par conséquent, ils sont situés à une distance d'au moins 1,5 rayon. Le nombre de lignes et la longueur du registre dépendent de la puissance requise, ainsi que du diamètre des tuyaux sélectionnés. Dans le cas général (pour la bande médiane de la Russie, pour les pièces avec une isolation thermique moyenne et une hauteur de plafond de 3 m), on peut considérer le compteur de transfert de chaleur d'un tuyau en acier. Ces valeurs sont répertoriées dans le tableau. Vous pouvez y trouver la taille et le nombre de registres par zone de la pièce.

Puissance calorifique d'un mètre de tubes en acier de différents diamètres - pour le calcul du registre de chauffage par surface

Pour calculer la perte de chaleur de la pièce, il existe des données moyennes sur le rendement thermique par mètre de tuyau d'acier. Il est possible de les utiliser pour des conditions standard. Si le système fonctionne à des températures différentes, il est nécessaire de procéder à des ajustements sur un côté supérieur ou inférieur.

Si ces tableaux ne vous ont pas aidé, vous pouvez effectuer un calcul de registre à l'aide d'une formule.

La formule pour calculer les registres de tuyaux en acier

En substituant les valeurs appropriées, vous trouverez le transfert de chaleur d'un tuyau dans vos conditions. La production de chaleur de tous les suivants (seconde et plus) sera légèrement inférieure. La valeur trouvée doit être multipliée par 0,9. Ainsi, vous pouvez calculer et être capable de faire un registre de tuyaux lisses avec vos propres mains.

Comment installer

Les options d’installation sont au nombre de deux: accrocher au mur ou au rack. Le choix dépend de la taille et du poids de la structure résultante, ainsi que du type de murs.

Il suffit souvent d’une installation combinée: des plaques de cuisson, qui sont ensuite fixées au mur. De cette façon, vous pouvez même mettre en place des registres très volumineux. En outre, cette option d'installation fournit un haut niveau de sécurité.

Chacun de ces appareils de chauffage au point haut doit avoir un évent. Il est nécessaire de libérer de l'air du système.

Forces et faiblesses

Les avantages comprennent une conception simple et un calcul simple, la disponibilité des matériaux. Tout cela ensemble vous permet de faire des registres pour le chauffage de vos propres mains.

Le point positif suivant est que la plus grande partie de la chaleur est transmise par énergie rayonnante et est perçue comme plus agréable par une personne.

Les registres de chauffage sont généralement situés dans des locaux utilitaires, industriels ou auxiliaires.

Le prochain avantage est une surface lisse qui facilite le nettoyage.

Excellente qualité - compatibilité avec tous les systèmes - avec circulation naturelle et forcée.

Il existe également des inconvénients: faible dissipation de chaleur, sensibilité à la corrosion, aspect peu attrayant, nécessité de peindre régulièrement (comment choisir la peinture lue ici).

Les résultats

De nos jours, le chauffage enregistré dans les maisons privées est peu utilisé: il existe un grand choix d'appareils de chauffage pour différentes conditions. La fourchette de prix est également assez large. Toutefois, les registres de tuyaux lisses et de tubes à ailettes sont souvent utilisés pour le chauffage, la production, le stockage et les locaux auxiliaires, les serres, les garages, les serres, etc.

Puissance calorifique de 1 m de tuyau d'acier

Le calcul du caloporteur est nécessaire dans la conception du chauffage et il est nécessaire de comprendre combien de chaleur il faut chauffer la pièce et combien de temps cela prendra. Si l'installation n'est pas effectuée conformément aux conceptions standard, un tel calcul est alors nécessaire.

Quels systèmes ont besoin de calcul?

Le coefficient de transfert de chaleur est considéré pour le chauffage par le sol. Plus rarement, ce système est constitué de tuyaux en acier, mais si les produits fabriqués à partir de ce matériau sont choisis comme vecteurs de chaleur, il est alors nécessaire de procéder à un calcul. Bobine - un autre système dont l'installation est nécessaire pour prendre en compte le coefficient de récupération de chaleur.

Radiateur en tube d'acier

Les registres - sont présentés sous la forme de tuyaux épais reliés par des cavaliers. La production de chaleur de 1 mètre de cette conception en moyenne - 550 watts. Le diamètre varie de 32 à 219 mm. La conception est soudée de sorte qu'il n'y ait pas de chauffage mutuel des éléments. Ensuite, le transfert de chaleur augmente. Si vous collectez correctement les registres, vous pouvez vous procurer un bon appareil pour chauffer la pièce - fiable et durable.

Comment optimiser le transfert de chaleur d'un tuyau en acier?

Au cours du processus de conception, les spécialistes sont confrontés à la question de savoir comment réduire ou augmenter le transfert de chaleur à partir de 1 m d'un tuyau en acier. Pour augmenter, vous devez modifier le rayonnement infrarouge de manière importante. Ceci est fait par la peinture. La couleur rouge augmente le transfert de chaleur. C'est mieux si la peinture est mate.

Une autre approche consiste à régler les ailerons. Il est monté à l'extérieur. Cela augmentera la surface de transfert de chaleur.

Dans quels cas le paramètre doit-il être réduit? Le besoin se pose dans l'optimisation de la section de pipeline située en dehors de la zone résidentielle. Les experts recommandent ensuite d'isoler le site - de l'isoler de l'environnement externe. Cela se fait à travers de la mousse, des coques spéciales, fabriquées en mousse de polyéthylène spéciale. Souvent utilisé et laine minérale.

Calculer

La formule pour laquelle le transfert de chaleur est considéré est la suivante:

  • K - coefficient de conductivité thermique de l'acier;
  • Q - coefficient de transfert de chaleur, W;
  • F est la surface de la section de conduite pour laquelle le calcul est effectué, m 2 dT est la valeur de la température de la tête (la somme des températures primaire et finale, en tenant compte de la température ambiante), en ° C

Le coefficient de conductivité thermique K est choisi en tenant compte de la surface du produit. Sa taille dépend du nombre de fils posés dans les locaux. En moyenne, la valeur du coefficient est comprise entre 8 et 12,5.

dT est également appelé tête de température. Pour calculer le paramètre, vous devez ajouter la température qui était à la sortie de la chaudière, avec la température qui est fixée à l'entrée de la chaudière. La valeur résultante est multipliée par 0.5 (ou divisible par 2). La température ambiante est soustraite de cette valeur.

Si le tuyau en acier est isolé, la valeur obtenue est multipliée par l'efficacité du matériau isolant. Il reflète le pourcentage de chaleur donné lors du passage du liquide de refroidissement.

Nous calculons le rendement pour 1 m.

Calculez le transfert de chaleur de 1 M. Les tuyaux en acier sont simples. Nous avons une formule, il reste à substituer les valeurs.

Q = 0,047 * 10 * 60 = 28 W.

  • K = 0,047, coefficient de transfert de chaleur;
  • F = 10 m 2, surface de la conduite;
  • dT = 60 ° C, pression de température.

Il convient de rappeler

Vous voulez faire un système de chauffage correctement? Il n'est pas nécessaire de prendre le tuyau à l'œil. Les calculs de transfert de chaleur contribueront à optimiser les coûts de construction. Dans ce cas, vous pouvez obtenir un bon système de chauffage qui durera de nombreuses années.

Caractéristiques des tuyaux en acier pour le chauffage, le calcul du poids et le transfert de chaleur

Les conduites d’eau et de gaz en acier sont les applications les plus courantes des rouleaux métalliques. En plus de l’utilisation pour établir des communications conformément au nom, ils remplissent avec succès les fonctions d’appareils de chauffage. Les registres lisses et nervurés de différentes configurations sont constitués de tubes SGP, qui, en termes d'efficacité de transfert de chaleur, ne sont pas inférieurs aux radiateurs modernes. Ils sont parfaits pour le transport de liquide de refroidissement dans des systèmes à circulation naturelle, tout en participant simultanément au chauffage de locaux.

Lors de l’installation de conduites d’eau et de gaz en acier pour le chauffage, il est très important de connaître leurs principales caractéristiques. Tout d'abord, ceux-ci incluent le poids et le coefficient de transfert de chaleur. En effectuant soigneusement les calculs préliminaires, vous éviterez des difficultés imprévues lors de l'installation et garantissez l'effet souhaité pendant le fonctionnement.

Gamme de conduites d'eau et de gaz

Les conduites d'eau et de gaz sont fabriquées conformément aux exigences de la norme d'État - GOST 3262-75. Il existe depuis plus de 40 ans et réglemente toutes les tailles et exigences techniques.

Dans l'assortiment, il existe 3 types de tuyaux:

Le type de tuyau est déterminé par l'épaisseur de la paroi. Il peut varier pour différents diamètres de 1,8 à 5,5 mm. Le renforcement des parois permet aux produits de résister à plus de pression et offre une durée de vie plus longue. Dans ce cas, bien sûr, augmente la consommation de métal pour la fabrication, le coût et le poids.

Le tableau de poids des conduites d’eau et de gaz en acier donné dans GOST permet de déterminer la masse de 1 mètre de linéaire, en fonction du type et du diamètre.

C'est important! La masse déterminée par le tableau est théorique, la valeur réelle peut différer de 4 à 8%, ce qui est perceptible pour les lots volumineux. Les produits galvanisés sont toujours environ 3-5% plus lourds.

Remarque: s'il n'y a pas de table à portée de main, vous pouvez recalculer vous-même le diamètre. Pour ce faire, il suffit de savoir qu'un pouce anglais correspond à l'épaisseur moyenne du pouce d'un homme adulte et est égal à 25,4 mm. Tous les calibres sont faciles à déterminer en divisant le nombre de passes conditionnelles par 25, arrondi à la valeur standard la plus proche.

La masse du tuyau peut également être trouvée manuellement à l'aide de formules géométriques et physiques simples présentées dans la figure ci-dessous. Pour les gros volumes de calculs, il est pratique d’utiliser un calculateur en ligne spécial permettant d’automatiser le processus.

Sur la figure, la notation suivante:

d est le diamètre interne du tuyau;

D est le diamètre extérieur;

b est l'épaisseur de la paroi;

S est la zone métallique en coupe transversale;

V est le volume du métal;

m est la masse du produit;

ρ est la densité de l'acier, égale à 7,85 g / cm3.

C'est important! Il convient de noter que le diamètre interne et le passage conditionnel ne sont pas identiques. Les tuyaux ayant des épaisseurs de paroi différentes ont des diamètres internes différents avec le même passage conditionnel. Sous le passage conditionnel, comprenez une certaine valeur standard dans la plage de la gamme de produits, qui n’est que approximativement égale à la valeur de d. La réduction de tuyaux de types différents au même diamètre nominal simplifie grandement le choix des raccords et autres composants.

Il convient de noter les caractéristiques de résistance élevée des tubes en acier. Ils ont une caractéristique de rigidité d'une tige métallique du même diamètre. C'est beaucoup plus facile et moins cher. Ainsi, le type de produit le plus sévère aura un poids inférieur de 30 à 40% à la location entièrement en métal.

Pour cette raison, les conduites d’eau et de gaz sont largement utilisées non seulement pour le transport de divers milieux, quelle que soit leur température, mais aussi dans la construction et l’ingénierie pour la construction de diverses structures.

Types de registres de chauffage

Les registres de chauffage en acier sont des tuyaux soudés au gaz ou électriques ou qui, par soudage, sont connectés à des dispositifs de chauffage. Ils peuvent être de différentes configurations. En fonction de la forme des instruments, on distingue les variétés suivantes:

La figure montre quelques variantes de leur conception.

Les sections sont à leur tour divisées en types en fonction de la méthode de connexion: un thread ou une colonne. Dans le premier cas, le fluide chauffé passe successivement dans chaque tube en se déplaçant le long de l'instrument, comme dans une bobine. Dans le second cas, le liquide de refroidissement pénètre dans chaque tuyau suivant par deux côtés en parallèle, comme indiqué dans la figure ci-dessus.

Parfois, des constructions similaires d’un profilé métallique de section transversale rectangulaire ou carrée sont utilisées. Ils sont un peu plus chers que les ronds, mais ils peuvent être pratiques pour une production indépendante en présence de matériau source.

Malgré leur apparence peu attrayante, les registres en acier sont très populaires dans les locaux techniques. On les trouve souvent dans les garages, les ateliers, les ateliers de production et parfois dans les bâtiments publics. Certains propriétaires préfèrent les registres composés de tuyaux en raison du prix relativement bas du produit et de la possibilité de fabriquer le dispositif avec la longueur et la forme souhaitées.

En ce qui concerne leur capacité à dégager de la chaleur, ces appareils sont légèrement inférieurs aux radiateurs de même longueur, mais leur coût est également inférieur. Un avantage important des registres à tube lisse est la simplicité de leur entretien. C'est la commodité d'un nettoyage régulier qui est à l'origine de leur utilisation fréquente dans les établissements médicaux.

Pour augmenter le transfert de chaleur du tuyau en acier, les ailettes des plaques sont utilisées. Ils augmentent considérablement la zone de contact avec l'air ambiant et améliorent la convection. L'efficacité de ces appareils de chauffage est environ trois fois supérieure à celle des appareils à tube lisse. L’absence de registres à ailettes n’explique que la difficulté d’éliminer la poussière qui s’accumule entre les plaques.

Il existe des conceptions modernes plus complexes de registres verticaux. Ils peuvent être à la fois rectilignes et arqués dans le plan, en répétant les contours des formes architecturales les plus complexes. Emplacement possible des colonnes sur une ou deux lignes. De tels registres sont très pratiques pour les grands espaces et donnent la liberté de concevoir des solutions audacieuses.

Détermination du transfert de chaleur

Pour bien choisir la taille des registres de chauffage des locaux en fonction de la déperdition de chaleur, il est nécessaire de connaître la valeur du transfert de chaleur d’un tuyau d’une longueur de 1 mètre. Cette valeur dépend du diamètre utilisé et de la différence de température entre le liquide de refroidissement et l'environnement. La pression de température est déterminée par la formule:

où t1 et t2 - la température à l'entrée de la chaudière et la sortie de celle-ci, respectivement;

tà - La température dans la pièce chauffée.

Déterminer rapidement la valeur approximative de la quantité de chaleur reçue du registre aidera la table de transfert de chaleur d'un tuyau d'acier de 1 m. Bien que le résultat soit très approximatif, cette méthode est la plus pratique et ne nécessite pas de calculs complexes.

À titre de référence: 1 contour / heure · pied 2 · o F = 5,678 W / m 2 K = 4,882 kcal / heure · m 2 · o C.

Le tableau indique le transfert de chaleur des tubes d’acier dans l’air à certaines différences de température. Pour les valeurs intermédiaires des différences de température, les calculs sont effectués par interpolation.

Pour déterminer plus précisément la quantité de chaleur que donne un tuyau en acier, vous devez utiliser la formule classique:

Q = K · F · ∆t,

où: Q - transfert de chaleur, W;

K - coefficient de transfert de chaleur, W / (m 2. 0 C);

F - surface, m 2;

T - pression de température, 0 С

Le principe de détermination de ∆t a été décrit ci-dessus, et la valeur de F est déterminée par une formule géométrique simple pour la surface d'un cylindre: F = π.d · l,

où π = 3,14, et d et l sont respectivement le diamètre et la longueur du tuyau, m.

Lors du calcul d'une parcelle d'une longueur de 1 m, la formule prend la forme Q = 3,14 · K · d · ∆t.

Remarque: lors de la détermination du transfert de chaleur d'un seul tuyau, il suffit de remplacer la valeur de référence du coefficient de transfert de chaleur pour l'acier lorsque la chaleur est transférée de l'eau à l'air, soit 11,3 W / (m 2 · 0 С). Pour un appareil de chauffage, la valeur K dépend non seulement du matériau à partir duquel les tuyaux sont fabriqués, mais également de leur diamètre et du nombre de filets, car ils se gênent.

Les valeurs moyennes des coefficients de transfert de chaleur pour les types d'appareils de chauffage les plus courants sont indiquées dans le tableau.

C'est important! En substituant les valeurs dans les formules, il est nécessaire de surveiller de près les unités de mesure. Toutes les valeurs doivent avoir des dimensions cohérentes entre elles. Ainsi, le coefficient de transfert de chaleur trouvé en kcal / (heure · m 2 · 0 C) doit être converti en W / (m 2 · 0 C), en considérant que 1 kcal / heure = 1,163 W.

Bien entendu, la table de transfert de chaleur des tuyaux en acier vous permet d’obtenir un résultat plus rapidement que le calcul à l’aide des formules, mais si la précision est importante, vous devez bricoler un peu.

Pour déterminer la taille requise du registre, la puissance thermique requise doit être divisée par le taux de transfert de chaleur de 1 mètre, arrondi au nombre entier le plus proche. Pour référence, vous pouvez prendre les données moyennes pour la pièce isolée jusqu’à 3 m de hauteur: 1 m du registre avec un diamètre de 60 mm permet de chauffer 1 m 2 de la pièce.

Remarque: comme le montre le tableau, le coefficient K pour les tubes en acier peut varier de 8 à 12,5 kcal / (heure · m 2 · 0 С). L'augmentation du diamètre et du nombre de filets diminue l'efficacité du transfert de chaleur. À cet égard, il faut préférer augmenter le registre de transfert de chaleur pour augmenter la longueur des éléments.

Il est également nécessaire de prendre en compte que les conduites de grande taille nécessitent un volume d'eau accru dans le système, ce qui crée une charge supplémentaire sur la chaudière. La distance recommandée entre les filets est égale au diamètre des tuyaux, plus 50 mm supplémentaires.

Si le système n'est pas rempli d'eau, mais d'un liquide antigel, cela affecte considérablement le transfert de chaleur du registre et nécessite une augmentation de sa taille après des calculs supplémentaires. Cela est particulièrement vrai lors de l'utilisation d'appareils avec des éléments chauffants et de l'huile sous forme de liquide de refroidissement.

Conclusion

Les tuyaux en acier sont un produit assez fort et durable avec une bonne dissipation de chaleur. Les registres de tuyaux lisses peuvent avoir diverses configurations, sont très faciles à entretenir et ne nécessitent pas de lavage périodique. Cela leur permet de concurrencer avec succès les appareils de chauffage légers bimétalliques et en aluminium, ainsi que les radiateurs en fonte traditionnels "non destructifs".

Les conduites d'eau et de gaz sont largement utilisées dans les réseaux de chaleur extérieurs à pose ouverte en raison de leur grande rigidité et de leur résistance à l'usure. La faisabilité d’utiliser des tubes en acier pour le chauffage des locaux est déterminée par les conditions de fonctionnement, les capacités financières et le goût esthétique des propriétaires. L'utilisation de registres est la plus justifiée dans les locaux industriels et techniques, mais dans d'autres cas, ils auront leurs propres avantages.

Comment calculer le transfert de chaleur d'un tuyau d'acier et pourquoi c'est fait

Dans cet article, nous allons décrire comment calculer le transfert de chaleur du tuyau, ainsi que dans quels cas il peut être nécessaire de définir cet indicateur.

Quel est le but du calcul du transfert de chaleur des tuyaux en acier?

Le calcul du transfert de chaleur des tubes en acier s’effectue principalement dans les cas suivants:

  • si vous devez déterminer la puissance des appareils de chauffage pour le système de chauffage de la maison;
  • s'il devenait nécessaire d'évaluer la perte de chaleur survenant pendant le transport du réfrigérant dans le pipeline.

Il est à noter que les circuits de chauffage permettant de chauffer sont installés dans de tels dispositifs:

  • chauffe-serviettes et serpentins;
  • registres;
  • systèmes de chauffage par le sol.

Systèmes de chauffage au sol

En ce qui concerne le chauffage de l’eau par le sol, contrairement à la version électrique, les tuyaux en métal sont utilisés comme circuit de chauffage, bien qu’ils aient été de moins en moins utilisés récemment.

La principale raison de la réduction de la demande en sol chauffé à l'eau est l'usure progressive des tuyaux en acier, ce qui réduit leur jeu. De plus, la méthode d'installation est également importante - tout le monde ne sera pas en mesure d'effectuer les soudures et le joint fileté sera confronté à une fuite de liquide de refroidissement au fil du temps. Naturellement, personne n'aimera le résultat d'une fuite d'eau du système dans le sol avec une chape: le plafond de l'étage inférieur ou du sous-sol sera inondé et le sol deviendra progressivement inutilisable.

Pour ces raisons, le remplacement des tuyaux en acier dans les sols en eau chaude a commencé par des bobines métalliques en plastique dont les raccords étaient montés à l'extérieur de la chape et qui préfèrent désormais le polypropylène renforcé.

Une telle dilatation est inhérente à la dilatation thermique et, avec une installation et un fonctionnement corrects, elle peut durer plus d’une douzaine d’années. Vous pouvez également utiliser d'autres matériaux polymères.

Notez que les espaces pour la dilatation thermique du polypropylène renforcé doivent encore être laissés, même s'ils sont petits.

Porte serviette

Dans les maisons des anciens bâtiments, les porte-serviettes chauffants faits de tuyaux en acier sont très courants, car ils ont généralement été posés par le projet et se sont écrasés presque jusqu'à la fin du siècle dernier.

Il n'y a pas si longtemps, des inserts circulaires ont été introduits dans les ascenseurs, ce qui garantit une température stable de l'appareil.

Étant donné que les circuits de chauffage dans les porte-serviettes chauffants étaient constamment soumis à des changements de température (ils chauffaient puis se refroidissaient), il était difficile pour les connexions filetées de résister à un tel mode, de sorte qu'elles commençaient périodiquement à fuir.

Un peu plus tard, lorsque l'échauffement de ces appareils est devenu stable en raison de l'insertion de chauffage dans les colonnes montantes, le problème des fuites n'était pas si urgent. Dans le même temps, les dimensions de la bobine sont devenues beaucoup plus petites, ce qui a entraîné une diminution de la zone de transfert de chaleur du tuyau en acier. Cependant, un tel sèche-serviettes est resté chaud, non seulement pendant l'utilisation d'eau chaude, mais constamment.

Registres

De par leur conception, les registres sont un réseau de plusieurs tubes épais avec des cavaliers minces, dont les extrémités sont bouchées. Un flux de chaleur tangible se propage à partir d'eux, chauffant ainsi des locaux assez vastes - magasins, entrepôts ou halls de production. En règle générale, les registres sont situés sous la fenêtre ou autour du périmètre de la pièce. Voir aussi: "Types de registres de tuyaux lisses, caractéristiques et caractéristiques d’utilisation dans les systèmes de chauffage."

C'était une solution très simple et peu coûteuse dans les situations où le chauffage était nécessaire pour les grandes surfaces. Bien que, si nous parlons du transfert de chaleur du tuyau dans un tel registre par rapport au radiateur en aluminium, la différence de rendement est stupéfiante. En raison de la plus grande surface de l'échangeur de chaleur du radiateur et de la conductivité thermique de l'aluminium, un équipement moderne est sans aucun doute préférable. Oui, et extérieurement, les registres semblaient assez difficiles.

Néanmoins, les registres étaient acceptables pour leur époque en raison de leur faible coût et de leur simplicité. On peut noter que les soudures étaient très fortes et que le colmatage des tuyaux n’interférait pas avec leur fonctionnement.

Méthodes pour améliorer le transfert de chaleur

La forme arrondie ne contribue pas à augmenter le transfert de chaleur des tuyaux en métal. Un rapport encore plus faible de volume et de surface ne peut être trouvé que dans la sphère.

Par conséquent, le problème de l’augmentation de la puissance calorifique de la conduite se trouvait sans aucun doute parmi les développeurs des premiers appareils de chauffage simples.

Afin d'augmenter le coefficient de transfert de chaleur d'un tuyau en acier, les méthodes suivantes ont été utilisées:

  • La surface du tuyau était recouverte de peinture noire mate pour améliorer le rayonnement infrarouge de l'élément chauffant. Cela a permis une augmentation significative de la température ambiante. Il convient de noter que le chromage moderne sur les porte-serviettes chauffants est extrêmement inefficace pour améliorer le transfert de chaleur - c'est plutôt pour la beauté.
  • L'augmentation du transfert de chaleur du tuyau en raison de la soudure de plusieurs ailettes sur celui-ci, qui a permis d'augmenter considérablement la surface de l'élément chauffant et, partant, le transfert de chaleur. L’utilisation la plus avancée de cette méthode peut être appelée convecteur, c’est-à-dire une partie d’un tuyau coudé avec des nervures transversales soudées. Bien que le tuyau lui-même dans ce cas donne un minimum de chaleur.

Chacune de ces méthodes peut être utilisée si la question est de savoir comment augmenter vous-même le rendement calorifique des tuyaux de chauffage, car ils ne sont pas du tout compliqués et sont tout à fait réalisables à la maison.

Perte de chaleur par les tuyaux

En ce qui concerne les appartements, le transfert de chaleur du tuyau en acier inoxydable n'a pas de sens particulier, car dans ce cas, toute la chaleur dégagée par la colonne montante et les circuits de chauffage sera dissipée à l'intérieur pour chauffer la pièce.

Mais si vous avez besoin de chauffer correctement le sous-sol ou la capacité de stockage et que le liquide de refroidissement qui leur est fourni doit provenir d'un autre endroit, le calcul du transfert de chaleur de la conduite sera alors plus que souhaitable pour vous permettre de déterminer la quantité de chaleur perdue en cours de route. Ensuite, vous pouvez essayer de trouver des moyens de réduire les pertes de chaleur dans les conduites d’eau chaude.

L'utilisation de matériaux d'isolation thermique

La première chose qui vous vient à l’esprit, si nécessaire, est probablement de garder le maximum de chaleur à l’intérieur du tuyau, c’est de l’envelopper avec un matériau isolant thermique. À la fin du siècle dernier, une isolation en fibre de verre avec enroulement supplémentaire en tissu incombustible était utilisée à cette fin (cette méthode est recommandée par le cadre réglementaire). Un peu plus tôt, des solutions de gypse ou de ciment étaient activement utilisées, c'est-à-dire que l'isolation était solide. En fait, les plombiers négligents ont souvent simplement enveloppé les tuyaux avec de vieux chiffons, dans l’espoir que personne ne les contrôlerait.

L'abondance de matériaux modernes, tels que les revêtements des tuyaux en polystyrène, les gaines de polyéthylène fendues, la laine minérale, etc., permet de mieux réaliser l'isolation thermique des tuyaux de chauffage. Et dans les nouveaux bâtiments, ces matériaux sont appliqués avec succès. Cependant, le retard des bureaux d’habitation conduit souvent au fait que les tuyaux sont enveloppés à l’ancienne de chiffons.

Estimations

Pour calculer la puissance des équipements de chauffage, ainsi que pour connaître l'ampleur des pertes de chaleur lors du transport du liquide de refroidissement, il sera nécessaire d'extraire la chaleur du tuyau à certains indicateurs de la température du liquide à l'intérieur et de l'air extérieur. La couche d'isolation thermique sert de paramètre supplémentaire.

La formule de calcul du transfert de chaleur d'un tuyau en acier est la suivante:

Q = K × F × dT, dans lequel:

Q - le résultat souhaité du transfert de chaleur des tubes en acier en kilocalories;

K - coefficient de conductivité thermique. Cela dépend du matériau du tuyau, de sa section, du nombre de contours de l'équipement de chauffage, ainsi que de la différence de température entre l'air extérieur et le liquide de refroidissement;

F est la surface totale d'un tuyau ou de plusieurs tuyaux dans l'appareil;

dT est la température de tête, c'est-à-dire la moitié de la température totale du fluide à l'entrée et à la sortie du tuyau moins la température de l'air dans la pièce.

Si les tuyaux sont en outre enveloppés d'une couche d'isolation thermique, leur efficacité en pourcentage (la quantité de chaleur qui la traverse) est multipliée par le taux de transfert de chaleur résultant.

Par exemple, nous allons calculer le transfert de chaleur à partir d’un registre à trois tuyaux d’une section de 100 mm et d’une longueur de 1 M. La température ambiante est de 20 et le liquide de refroidissement se refroidit de 81 à 79 lors du passage dans le tuyau.

Selon la formule S = 2pyrh, calcule l'aire de la surface du cylindre:

S = 2 × 3,1415 × 0,05 × 1 = 0,31415 m 2. S'il y a trois tuyaux, leur surface totale sera de 0,31415 × 3 = 0,94245 m 2.

Indicateur dT = (79 + 81): 2-20 = 60.

La valeur de K pour un registre de trois tuyaux avec une pression de température de 60 et une section de 1 mètre est prise égale à 9. Par conséquent, Q = 9 × 1 × 60 = 540. En d'autres termes, le rendement thermique du registre sera égal à 540 kcal.

Ainsi, nous avons examiné les concepts de transfert de chaleur, ainsi que les moyens de minimiser la perte de chaleur d'un tuyau en acier dans certains cas. Rien de très compliqué à ce sujet. Le principal est d’aborder la question de manière responsable.

Transfert de chaleur d'un tuyau en acier: calcul et application

Essayons de résumer les cas où il peut être nécessaire de calculer le transfert de chaleur du tuyau et de trouver les méthodes pour calculer ce paramètre.

Pourquoi en as-tu besoin?

Esthétique impeccable, efficacité mortelle

En général, il est nécessaire de calculer le coefficient de transfert de chaleur d'une conduite dans deux catégories de cas:

  • Lors du calcul des appareils de chauffage;
  • Estimer la quantité de chaleur perdue dans les pipelines transportant du liquide de refroidissement.

Appareils de chauffage

Quels types de radiateurs sont utilisés comme éléments de canalisation générant de la chaleur?

Parmi les plus courants, il convient de mentionner:

  • Plancher chaud;
  • Porte-serviettes chauffants et une variété de serpentins;
  • Registres

Sol chaud

En tant qu'élément chauffant pour un sol chauffé à l'eau (il y a aussi un sol chauffé avec un chauffage électrique), ce sont presque toujours les tuyaux qui agissent; Cependant, l'utilisation de tuyaux d'acier pour le chauffage est devenue rare.

Les raisons en sont évidentes: le tube en acier est sujet à la corrosion et à la réduction de la lumière avec le temps; l'installation de tuyaux sans raccords filetés nécessite un soudage; Le montage d'un tuyau en acier sur le filetage du tuyau constitue toujours une fuite potentielle. Et qu'est-ce qu'une fuite dans le sol, sous la chape? Plafond humide au rez-de-chaussée ou au sous-sol et destruction progressive du plafond.

C'est pourquoi, récemment, ils ont choisi d'utiliser des serpentins en métal et plastique (avec l'installation obligatoire de raccords à l'extérieur de la chape) comme élément chauffant pour un plancher chauffant, mais le polypropylène renforcé est désormais plus souvent placé dans la chape.

Il a un faible coefficient de dilatation thermique et, s'il est correctement installé, ne nécessite aucune réparation ni maintenance pendant plusieurs décennies. D'autres plastiques sont également utilisés.

Maintenant, fais comme ça

Astuce: assurez-vous de laisser de petits espaces sur la déformation thermique du tuyau. Le polypropylène renforcé s’étire lorsqu’il est chauffé avec moins de résistance, mais toujours étiré.

Porte serviette

Les porte-serviettes en acier sont très courants dans les maisons de construction soviétique. Plus récemment, ils faisaient partie d'un projet modèle de toute maison en construction et, jusque dans les années 80, ils étaient toujours montés sur des raccords filetés.

Des inserts de circulation dans les nœuds d’ascenseur, fournissant des tours de chauffage constamment chaudes, sont également apparus relativement récemment.

Si tel est le cas, le mode de fonctionnement de la serviette était répété pour le refroidissement et le chauffage. Extensions - compression. Comment les connexions filetées ont-elles réagi? C'est vrai. A commencé à couler.

Plus tard, lorsque les chauffe-serviettes sont devenus partie intégrante des tuyaux de chauffage et se sont réchauffés toute la journée, le problème des fuites s'est estompé au second plan. La taille même du séchoir (et par conséquent la surface de transfert de chaleur effective) a fortement diminué. La raison - le changement de la température quotidienne moyenne.

Si auparavant le serpentin de la salle de bain était chauffé uniquement lorsque les propriétaires de la salle de bain utilisaient de l'eau chaude, il se réchauffait constamment.

Extremes et maintenant installer des séchoirs en acier dans les salles de bains

Registres

Dans de nombreux locaux industriels, dans des entrepôts et même dans certains magasins qui n'ont pas été réparés depuis longtemps, plusieurs rangées de tuyaux épais sous la fenêtre attirent l'attention, d'où il ressort une chaleur perceptible. Nous avons devant nous l’un des appareils de chauffage les moins chers de l’ère du socialisme développé - le registre.

Il se compose de plusieurs tubes épais aux extrémités soudées et de cavaliers en tubes minces. Dans la version la plus simple, il peut généralement s'agir d'un tuyau épais qui contourne le périmètre de la pièce.

Il est amusant de comparer le transfert de chaleur d’un registre en acier à une batterie en aluminium de type moderne occupant un volume comparable dans une pièce. Les différences de transfert de chaleur parfois.

Cela tient à la fois à la conductivité thermique plus élevée de l'aluminium et à l'énorme surface d'échange thermique avec l'air dans une solution moderne. Vous voyez, dans le cas d'un registre, l'esthétique ne peut pas du tout être dite.

Cependant, le registre était une solution peu coûteuse et abordable. En outre, il était rarement nécessaire de le réparer ou de le maintenir en place: la conduite, même bloquée par moitié, continuait à chauffer et la soudure soudée par soudage électrique commençait à couler environ après le cinquième centième coup avec une masse.

En fait, qu'y a-t-il à briser?

Moyens d'augmenter le transfert de chaleur

Du point de vue du retour à l’espace, la quantité maximale de chaleur est moins efficace qu’un tuyau, sauf la balle. Son rapport surface / volume est encore pire.

Qu'est-ce que les ancêtres ont fait pour réchauffer ces appareils de chauffage monstrueux?

Comment augmenter le tuyau de transfert de chaleur?

  • Augmentation du chauffage par rayonnement infrarouge. La couleur simple du registre avec de la peinture noire mate a permis un réchauffement notable dans la pièce.
    À propos, le chromage actuel des serpentins modernes pour la salle de bain semble spectaculaire, mais en ce qui concerne le transfert de chaleur de l'appareil - l'idiotie de l'eau la plus pure.

La production de chaleur des tuyaux en acier est réduite par chromage. Bien qu'il soit beau

  • L’augmentation du transfert de chaleur des tuyaux en acier peut être due au collage, au soudage ou au montage à l’extérieur du tuyau.
    La dernière étape de la mise en œuvre de cette méthode est un convecteur, une bobine de tuyau à plaques transversales. Bien entendu, dans ce cas, toutes les méthodes de calcul du transfert de chaleur du tuyau ne sont pas applicables - le tuyau cède une plus petite partie de la chaleur de cet appareil.

Réfléchissant à la manière d’augmenter le transfert de chaleur des tuyaux, les concepteurs ont eu l’idée d’un convecteur. Désolé Certains sujets de l'ère soviétique ne causent pas de nostalgie

Perte de chaleur par les tuyaux

Dans un appartement en ville, tout est simple: les colonnes montantes et le tuyau d’alimentation des appareils de chauffage, et les appareils eux-mêmes se trouvent dans une pièce chauffée. A quoi bon s'inquiéter de la quantité de chaleur qui dissipe la colonne montante, si elle sert au même but - le chauffage?

Toutefois, la situation est radicalement différente dans les entrées d'immeubles d'appartements, dans les sous-sols et dans une partie des locaux de l'entrepôt. Vous devez chauffer une pièce et y faire passer du liquide de refroidissement. Par conséquent, tente de minimiser le transfert de chaleur des tuyaux par lesquels l’eau chaude entre dans la batterie.

Isolation thermique

Le moyen le plus évident de réduire le transfert de chaleur d’un tuyau d’acier est l’isolation thermique de ce tuyau. Il y a vingt ans, il y avait deux façons de procéder: recommandée par la documentation réglementaire (chauffage à la laine de verre et tissu incombustible avec enroulement; avant, l'isolation externe était généralement rendue solide à l'aide de plâtre ou de mortier de ciment) et réaliste: les tuyaux étaient simplement enroulés avec des chiffons.

Il existe maintenant une foule de moyens tout à fait adéquats pour limiter les pertes de chaleur: il existe des coussinets en mousse sur les tuyaux et des gaines fendues en mousse de polyéthylène et en laine minérale.

Dans la construction de nouvelles maisons, ces matériaux sont activement utilisés; toutefois, dans le système de logements et les systèmes collectifs, la limitation budgétaire du budget conduit à ce que les tuyaux des sous-sols sont encore en train de se terminer avec... des chiffons déchirés.

Bienvenue au vingt et unième siècle

Nombres et formules

Ces deux catégories - le calcul des appareils de chauffage et le calcul des déperditions de chaleur le long de leur chemin - se ramènent à une: nous avons besoin de savoir combien de chaleur un tuyau d'acier donne à une température donnée de l'eau et à l'air extérieur. Une condition supplémentaire est la présence ou l'absence d'isolation thermique.

Le calcul complet du transfert de chaleur des tubes d'acier ressemble à ceci: Q = K * F * dT, où:

Q - émission de chaleur dans la conduite en kilocalories;

K est le coefficient de conductivité thermique d'un tuyau en acier, qui dépend, outre le matériau, du diamètre du tuyau, de la différence de température entre le liquide de refroidissement et l'air et du nombre de filets de l'élément chauffant;

F est la surface du tuyau ou des tubes;

dT est la hauteur de température, qui est égale à la moitié de la somme des températures à l'entrée et à la sortie du tuyau, moins la température intérieure.

Le coefficient varie de 8 à 12,5 selon:

  • Diamètre du tuyau;
  • Le nombre de filets de tuyau dans le registre (dans le cas de l'appareil de chauffage);
  • Tête de température.

Dans le cas d'un tuyau calorifugé, le résultat est multiplié par l'efficacité de l'isolant, c'est-à-dire par le nombre de pourcent de chaleur qu'il transmet dans l'espace environnant.

Alors, prenez un registre en trois fils d'une longueur d'un mètre de tuyau. La température dans la pièce est prise égale à 20 ° C; lors du passage dans le registre, la température du liquide de refroidissement chute de 81 à 79 ° C.

Rappelez-vous comment la surface du cylindre est calculée? S = 2 πrh, la longueur du cercle à la hauteur. La zone des cavaliers et des extrémités dans ce cas peut être négligée en toute sécurité.

La surface totale de chaque conduite de registre sera égale à 2 * 3,1415 * 0,05 * 1 = 0,31415 m2. Il existe trois tels tuyaux; leur superficie totale sera légèrement inférieure à un mètre carré.

De plus: dT dans notre cas est (79 + 81) / 2-20 = 60. Le coefficient K pour un registre à trois tubes avec un diamètre de tube de 100 mm et une pression de température de 60 ° C est pris égal à 9,0. Donc: Q = 9 * 1 * 60.

Notre registre ne laissera que 540 kilocalories de chaleur dans la pièce.

Conclusion

Ici, en général, toute la sagesse est associée aux tuyaux en acier qui reviennent progressivement dans le passé et à leur capacité à chauffer l'air. Dernier pour aujourd'hui

conseil: les oublier, comme un mauvais rêve, et tourner les yeux vers des solutions plus modernes.

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