Содержание
Диаметр труб для отопления
Выбираем диаметр труб для отопления: схема расчета, характеристики в зависимости от материала изготовления
Правильное проектирование отопительной системы заключается в учете всех возможных факторов влияния на ее эффективность КПД. Помимо корректного подбора основных компонентов, котла, радиаторов, групп безопасности, следует правильно рассчитать сечение магистралей. Для этого нужно знать оптимальный диаметр труб отопления: как правильно выбрать и рассчитать его самостоятельно?
Трудности выбора диаметра труб отопления
Схема отопления с указанием диаметра труб
Казалось бы — выбор диаметра труб для отопления частного дома не является сложной задачей. Они должны лишь обеспечить доставку теплоносителя от источника его нагрева к приборам теплоснабжения – радиаторам батареям.
Но на практике неправильно подобранный диаметр коллектора отопления или подающей трубы может привести к значительному ухудшению работы всей системы. Это объясняется процессами, которые происходят во время движения воды по магистралям. Для этого нужно знать основы физики и гидродинамики. Чтобы не вдаваться в дебри точных расчетов, можно определить основные характеристики отопления, которые напрямую зависят от сечения трубопроводов:
- Скорость движения теплоносителя. Она влияет не только на повышение шума при работе теплоснабжения, но и нужна для оптимального распределения тепла по приборам отопления. Попросту вода не должна успеть остыть до минимального уровня при достижении последнего радиатора в системе;
- Объем теплоносителя. Так, диаметр труб с естественной циркуляцией отопления должен быть большим, чтобы снизить потери при трении жидкости о внутреннюю поверхность магистрали. Однако наряду с этим увеличивается объем теплоносителя, что влечет за собой повышение затрат на его нагрев;
- Гидравлические потери. Если в системе будут применены разные диаметры пластиковых труб для отопления, то неизбежно возникнет разность давления на их стыке, что приведет к возрастанию гидравлических потерь.
Как выбрать диаметр трубы для отопления, чтобы по факту установки не пришлось переделывать всю систему теплоснабжения из-за крайне низкой эффективности? Прежде всего, следует выполнить правильный расчет сечения магистралей. Для этого рекомендуется воспользоваться специальными программами и при желании проверить результат самостоятельно вручную.
В месте состыковки диаметры полипропиленовых труб для отопления уменьшаются из-за наплава. Снижение сечения зависит от степени нагрева при пайке и соблюдения технологии монтажа.
Порядок расчета сечения магистралей теплоснабжения
Перед тем как рассчитать диаметр трубы отопления необходимо определиться с их основными геометрическими параметрами. Для этого нужно знать основные характеристики магистралей. К ним относятся не только эксплуатационные качества, но и размеры.
Каждый производитель указывает значение сечения труб – диаметр. Но фактически он зависит от толщины стенки и материала изготовления. Перед приобретением определенной модели трубопроводов нужно знать следующие особенности обозначения геометрических размеров:
- Расчёт диаметра полипропиленовых труб для отопления делается с учетом того, что производители указывают наружные габаритные размеры. Для вычисления полезного сечения необходимо отнять две толщины стенки;
- Для стальных и медных трубопроводов даются внутренние размеры.
Зная эти особенности можно делать расчет диаметра коллектора отопления, труб и других компонентов для монтажа.
При выборе полимерных труб отопления нужно обязательно уточнить о наличии в конструкции армирующего слоя. Без него при воздействии горячей воды магистраль не будет иметь должной жесткости.
Определение тепловой мощности системы
Как правильно подобрать диаметр труб для отопления и следует ли это делать без расчетных данных? Для небольшой системы отопления можно обойтись без сложных вычислений. Важно лишь знать следующие правила:
- Оптимальный диаметр труб с естественной циркуляцией отопления должен составлять от 30 до 40 мм;
- Для закрытой системы с принудительным движением теплоносителя следует использовать трубы меньшего сечения для создания оптимального давления и скорости потока воды.
Для точного вычисления рекомендуется использовать программа для расчета диаметра труб отопления. Если же их нет – можно воспользоваться приблизительными вычислениями. Сначала необходимо найти тепловую мощность системы. Для этого необходимо воспользоваться следующей формулой:
Где Q – рассчитываемая тепловая мощность отопления, кВт/ч, V – объем комнаты (дома), м³, Δt – разница между температурами на улице и в помещении, °С, К – расчетный коэффициент тепловых потерь дома, 860 – величина для перевода полученных значений в приемлемый формат кВт/ч.
Наибольшие затруднения при предварительном расчете диаметра пластиковых труб для отопления вызывает поправочный коэффициент К. Он зависит от теплоизоляции дома. Его лучше всего взять из данных таблицы.
Степень теплоизоляции здания
Качественное утепление дома, установлены современные окна и двери
В качестве примера расчета диаметров полипропиленовых труб для отопления можно вычислить требуемую тепловую мощность комнаты общим объемом 47 м³. При этом температура на улице будет -23°С, а в помещении — +20°С. Соответственно разница Δt составит 43°С. Поправочный коэффициент возьмем равным 1,1. Тогда требуемая тепловая мощность составит.
Следующий этап выбора диаметра трубы для отопления – определение оптимальной скорости движения теплоносителя.
В представленных расчетах не учитывается поправка на шероховатость внутренней поверхности магистралей.
Скорость воды в трубах
Таблица для расчета диаметра трубы отопления
Оптимальный напор теплоносителя в магистралях необходим для равномерного распределения тепловой энергии по радиаторам и батареям. Для правильного подбора диаметров труб отопления следует принимать оптимальные значения скорости продвижения воды в трубопроводах.
Стоит помнить, что при превышении интенсивности движения теплоносителя в системе могут возникать посторонние шумы. Поэтому данное значение должно быть равно от 0,36 до 0,7 м/с. Если параметр будет меньше – неизбежно возникнут дополнительные тепловые потери. При его превышении появятся построение шумы в трубопроводах и радиаторах.
Для окончательного расчета диаметра трубы отопления следует воспользоваться данными из таблицы, представленной ниже.
Подставляя в формулу расчета диаметра трубы отопления в полученные ранее значения можно определить, что оптимальный диаметр трубы для конкретного помещения составит 12 мм. Это лишь приблизительный расчет. На практике специалисты рекомендуют к полученным значениям прибавить 10-15%. Это объясняется тем, что формула расчета диаметра трубы отопления может измениться из-за добавления новых компонентов в систему.
Для точного вычисления потребуется специальная программа для расчета диаметра труб отопления. Подобные программные комплексы можно скачать в демоверсии с ограниченными возможностями расчетов.
Расчет отопительного коллектора и монтажных гильз
Вышеописанная технология вычислений может быть применена для всех видов теплоснабжения – однотрубного, двухтрубного и коллекторного. Однако для последнего необходимо сделать правильный расчет диаметра коллектора отопления.
Этот элемент отопления необходим для распределения теплоносителя по нескольким контурам. При этом расчет правильного диаметра коллектора отопления неразрывно связан с вычислением оптимального сечения трубопровода. Это следующий этап проектирования системы теплоснабжения.
Схема расчета коллектора
Для вычисления диаметра отопительного коллектора необходимо сначала рассчитать сечение труб по вышеописанной схеме. Затем можно воспользоваться достаточно простой формулой:
При определении высоты и оптимального расстояния между патрубками применяется принцип «трех диаметров». Согласно ему удаленность труб на конструкции должна составлять 6 радиусов каждой. Общий диаметр отопительного коллектора также равен этому значению.
Гильза для монтажа труб отопления
Но кроме этого компонента системы нередко приходится применять дополнительные. Как узнать диаметр гильзы для труб отопления? Только выполнив предварительный расчет сечения магистралей. Кроме этого нужно учитывать толщину стен и материал их изготовления. От этого будет зависеть конструкция гильзы, степень ее теплоизоляции.
На значение диаметра гильзы для труб отопления влияет материал изготовления стены, а также трубы. Важно учитывать возможную степень расширения при нагреве поверхности. Если диаметры пластиковых труб теплоснабжения составляют 20 мм, то такой же параметр у гильзы должен быть не менее 24 мм.
Монтаж гильзы необходимо делать на цементный раствор или аналогичный ему негорючий материал.
Дополнительные данные для расчета диаметра труб теплоснабжения
Размеры полимерных труб
После выбора диаметра труб для отопления частного дома нужно правильно подобрать их материал изготовления, а также учесть особенности отопительной системы. На этот параметр влияет схема расположения магистралей, а также количество запорной и регулирующей арматуры.
Помимо знания диаметра труб в отоплении с естественной циркуляцией нужно учитывать высоту разгонного стояка и правильно подобрать размер его сечения. Он должен быть на минимальной высоте 1,5 относительно других элементов теплоснабжения. Для увеличения скорости движения теплоносителя диаметр полипропиленовых труб, используемых в конструкции разгонного коллектора должен быть на один размер больше, чем у основной магистрали.
Геометрические размеры и масса стальных труб
Также важно учитывать толщину стенки трубопроводов. Она зависит от материала изготовления и может варьироваться от 0,5 мм (стальные) до 5 мм (пластиковые). На выбор диаметра труб для системы отопления частного дома оказывает влияние материала изготовления. Так, пластиковые магистрали рекомендуется устанавливать для систем с принудительной циркуляцией. Их внутренний диаметр может варьироваться от 10 до 30 мм. Подробнее о толщине стенок полимерных труб для отопления можно узнать из данных таблицы.
Для стальных моделей необходимо учитывать не только их геометрические размеры, но и массу. Она напрямую зависит от толщины стенки. В программах для расчета диаметра труб отопления обязательно должна быть функция по вычислению удельного веса 1 м.п. стальной магистрали.
Зная эти дополнительные характеристики можно сделать наиболее точный расчет параметров отопительной системы, включая правильный подбор диаметров отопительных труб.
Если есть необходимость рассчитать только сечение теплопроводных магистралей – можно воспользоваться бесплатными демо-версиями профессиональных программ.
Материал изготовления труб отопления
Конструкция полимерных труб
Помимо правильного выбора диаметров трубы для теплоснабжения нужно знать характеристики их материала изготовления. Это скажется на тепловых потерях системы, а также на трудоемкости монтажа.
Следует помнить, что расчет диаметров отопительных труб выполняется только после выбора материала их изготовления. В настоящее время для комплектации систем теплоснабжения применяют несколько типов трубопроводов:
- Полимерные. Они изготавливаются из полипропилена или сшитого полиэтилена. Отличие заключается в дополнительных компонентах, добавляемых в процессе производства. После выполнения расчёта диаметра полипропиленовых труб для теплоснабжения нужно правильно подобрать толщину их стенки. Она варьируется от 1,8 до 3 мм в зависимости от параметров максимального давления в магистралях;
- Стальные. До недавнего времени это был самый распространенный вариант обустройства отопления. Несмотря на свои более чем хорошие прочностные характеристики стальные трубы имеют ряд существенных недостатков – сложный монтаж, постепенное ржавление поверхности и повышенная шероховатость. В качестве альтернативы можно применять трубы, изготовленные из нержавеющей стали. Одна их стоимость на порядок выше «черных»;
- Медные. По техническим и эксплуатационным характеристикам медные трубопроводы являются оптимальным вариантом. Они характеризуются достаточным растяжением, т.е. если в них замерзнет вода – труба некоторое время будет расширяться без потери герметичности. Недостаток – высокая стоимость.
Кроме правильно подобранного и рассчитанного диаметра труб нужно определиться со способом их соединения. Он также зависит от материала изготовления. Для полимерных применяют муфтовое соединение с помощью сварки или на клеевой основе (очень редко). Стальные трубопроводы монтируются с помощью дуговой сварки (лучшее качество соединений) или резьбовыми методом.
В видеоматериале можно ознакомиться с примером расчета диаметра труб в зависимости от оптимальной скорости потока теплоносителя:
Что надо знать, выбирая диаметр трубы для отопления: 5 секретов теплоснабженца
Автономная система отопления частного дома представляет собой сложную структуру, состоящую из трубопроводов и множества приборов. Чтобы создать такую систему, которая будет обогревать дом, не выбрасывая на ветер лишние деньги в процессе эксплуатации (да и на стадии монтажа), все элементы системы должны быть оптимизированными, правильно подобранными и, соответствовали потребностям дома в тепле и друг другу.
Диаметр трубы стоит подбирать при совокупности многих условий
Для правильного расчета диаметра труб принимаются во внимание общие теплопотери в помещении в максимально холодный зимний период. Исходя из этого, вычисляется
На диаметр трубопроводов также влияют:
- Тип разводки (одно- или двухтрубная)
- Способ циркуляции (принудительная, самотечная)
Если местность, где предполагается устанавливать котел. обеспечивается газом, то котел для отопления в частном доме однозначно выбирается газовый, как наиболее экономичный. Расчет мощности котла выполняется в соотношении 1КВт. час на 10кв. метров площади при высоте потолков 3 метра.
Котел отопления непосредственный элемент для расчета диаметра трубопровода
На выбор мощности котла также влияют:
- Качество топлива (расчет выполнялся на использование газа);
- Теплопотери, допускаемые, если котел расположен на некотором расстоянии от дома. При этом теплоизоляция трубопроводов не удовлетворительная;
- Слабая теплоизоляция стен.
- Использование горячей воды в бытовых условиях. Двух контурный котел, выбираемый для подачи горячей воды, должен быть более мощный;
- Следует учитывать и тот факт, что зимой давление в газопроводах неизменно падает.
Все вышеупомянутые факторы заставляют использовать оборудование мощностью в полтора-два раза большей, чем требуется для автономного отопления дома.
Подача воды к котлу: естественное двухтрубное отопление в ленинградке
Самотечная подача воды в котел осуществима при централизованном водоснабжении местности. Но если застройщик получает воду от колодца индивидуально, для подачи и круговорота воды нужен циркуляционный насос для отопления .
В отопительной системе применяется циркуляционный насос. оптимизирующий скорость теплоносителя, и обеспечивающий возврат остывшей жидкости в котел. Насос попутно решает проблему воздушных пробок, которые попросту смываются постоянно текущим теплоносителем. Для отопительной системы частного дома рекомендуется выбирать саморегулирующийся насос с мокрым ротором, который в процессе эксплуатации контактирует с теплоносителем. Этот насос работает бесшумно, способен сам подстроиться под изменение работы котла, он экономичен и долговечен. Его мощности и КПД достаточно для коттеджа.
Манометры позволяют контролировать давление.
Контроль давления в системе отопления обязателен, так как в любой момент может произойти сбой и надо реально понимать рабочее давление
Оптимальным для домашней системы отопления должно быть давление в полтора-два атм. Скачок давления до 3-х атм. Способен разорвать котел, трубопроводы или радиаторы. И чтобы избежать резкого превышения давления в системе отопления вследствие повышения напора воды, на выходе из котла устанавливается расширительный бак.
Теплопровод в многоквартирном доме: как выбрать трубы по наружному и внутреннему диаметру гильзы для радиатора
В системе обогрева дома не последнее значение имеет правильный выбор трубы, по которым течет теплоноситель. От диаметра зависит
- Пропускная способность трубопровода,
- количество воды, находящееся в отопительном контуре в единицу времени, и соответственно, теплоотдача;
- давление воды в контуре.
Рассмотрим, как рассчитать правильный диаметр труб для системы обогрева с принудительной циркулированием, наиболее приемлемым для для отопления в частном доме. Выбирая трубы для отопительного контура, следует учитывать один фактор: медные и пластиковые трубы маркируются по внешнему диаметру, а в технических характеристиках стальных и металлопластиковых изделий — прописывается внутреннее сечение. Этот фактор имеет значение при расчетах диаметров и монтаже трубопроводов. Диаметр трубы для отопления загородного дома выбрать не сложно, если есть под рукой хороший теплотехник.
Диаметр труб отопления важен при монтаже и расчете системы
Если подбираются трубы для подключения собственного дома к централизованной тепломагистрали, то диаметр труб для отопления берется такой, же, как в квартирах многоэтажных домов.
Но совсем иначе рассчитывается диаметр трубы для отопления частного дома. Важно помнить, что не на всем протяжении теплопровода следуетвыбирать для отопления
трубы одного размера. На определенных участках, пор мере из разветвления, их сечение изменяется.
Формула расчета диаметра труб для отопления частного дома
Расчет выполняется по формуле
Формула расчета диаметра трубы для отопления
D —диаметр трубы, в миллиметрах
∆t° — разница температур (между подаваемой водой и возвращаемой обратно в котел), указано в градусах Цельсия(С о );
Q —количество тепловой энергии, нужной для обогрева помещения в киловаттах, и рассчитанное нами ранее;
V — скорость теплоносителя в м/с — выбирается из определенного диапазона.
Опираясь на эту формулу, для простоты вычислений созданы данные, позволяющие рассчитать диаметр трубы.
На списке данных, (внизу) указаны величины для труб из полипропилена, потому что именно эти изделия все чаще используются для устройства отопительного контура. По ней вы определите диаметр, необходимый для заданной системы обогрева. Розовым цветом выделена оптимальная скорость перемещения воды — носителя тепла. Но если вы планируете устанавливать стальные, или металлопластиковые трубы, то работать будут другие расчеты.
Рассмотрим, как перемещается теплоноситель в контуре с принудительной циркуляцией. Она совершается посредством насоса, коллектора и носителя тепловой энергии. Если установить трубы с меньшим диаметром, то интенсивность движения горячей воды будет выше, она быстрее будет совершать оборот по трубопроводу и возвращаться в котлоагрегат. Соответственно, более широкий трубопровод замедлит движение теплоносителя.
Тонкая труба сделана для более быстрой циркуляции жидкости теплоносителя
Секреты монтажа стояка отопления: использование полипропиленовых труб 25 мм
Отопительный контур монтируется трубопроводом с меньшим диаметром по самым банальным причинам:
- Чем тоньше трубы, тем ниже цена;
- При открытом монтаже они не так бросаются в глаза, а при закрытом требуют меньшей глубины в штробах.
- Чем меньше диаметр труб для отопления, тем меньше теплоносителя находится в системе. Это ведет к экономии топлива.
Температура теплоносителя в системе отопления зависит также и от скорости движения теплоносителя по трубопроводу.
Как производится расчет согласно установленному котлу: разводка зависит от многих факторов
Сначала определяем, какая труба требуется на отрезке от котла до первого расхождения в доме. Допустим, количество тепла равняется 38 кВт. По разделу, соответствующему этому показателю, переходим на клеточки, окрашенные розовым оттенком и смотрим какие диаметры труб для отопления частного дома соответствуют этим зонам. Определяем, что это трубы 40 и 50 мм. Выбираем меньшее, то есть 40 мм. Диаметр трубы для системы отопления подбирается настоящим специалистом в этом деле.
Далее следует разветвление трубопровода в доме. Например, на два этажа. На нижнем этаже поглощение тепла выше, Предположим, что 20 кВт поглощаются первым этажом, и 18 переносятся на второй этаж. По таблице определяем, что данной теплоотдаче соответствует размер сечения 32 мм.
На каждом этаже трубопровод снова делится на две ветки. Получаем, по 10кВт на первом этаже и 9 — на втором. Из таблицы видим, что данным параметрам соответствует труба 25 мм. На каждом этаже по два крыла. Снова значение тепла делится на два и в результате получается 5 и 4,5 кВт. Далее следует разделение трубопровода на комнаты, и потребление тепла доходит до 5 кВт. Диаметр снижается до 20 мм. Но как показывает практический опыт, переходить на «двадцатку» имеет смысл только при потреблении тепла до 3кВт. Обратка выполняется в таком же порядке.
Рассчитывается количество секций радиатора отопления исходя из площади комнаты, где устанавливаются радиаторы, и опираясь на паспортные данные самих радиаторов, в которых прописана мощность секций.
В заключение следует сказать о том, что отопление дачного дома не работает круглосуточно и регулярно. Его включают лишь тогда, когда в доме находятся люди. И в зимний период есть опасность обмерзания отопительного контура, разрыва труб и радиаторов. Чтобы этого не произошло, в котел заливают незамерзающую жидкость для отопления. которая, смешиваясь с водой, понижает температуру ее замерзания, изнутри предохраняет стальные узлы отопительной системы от коррозии. Кстати, полипропиленовые трубы способны несколько расширяться, что предохраняет их от разрывов вследствие обмерзания, поэтому при организации отопления предпочтение отдается именно данному типу трубопроводов. Диаметр трубы для отопления должен отвечать всем требованиям системы в общем.
Расчет диаметра и размера труб отопления
D — ДУ (наружный диаметр); d1 — условный проход (внутренний диаметр)
Вопрос о том, какой должен быть диаметр труб для отопления в частном доме и в квартире не перестает возникать у тех, кто планирует самостоятельно собрать контур. В этой статье вы найдете расчет диаметра трубы для отопления. Мы не будем останавливаться на принципе работы обоих видов контура, это материал для другой статьи. Здесь же просто сравним преимущества и недостатки каждого из них. По итогам будут развенчаны некоторые мифы, и на основании фактов вы сможете самостоятельно сделать выводы.
Двухтрубный контур в квартире многоэтажки
Чтобы правильно сделать отопление в квартире многоэтажного дома нужно изначально все спланировать. Одним из ключевых моментов при планировании является расчет диаметра трубы для отопления. Техническая часть дела называется гидравлическим расчетом. При этом на выбор диаметра труб для отопления влияют следующие факторы:
- протяженность системы;
- температура теплоносителя на подаче;
- температура теплоносителя на обратке;
- материалы и фурнитуры;
- площадь помещения;
- степень утомлённости помещения.
Иными словами, перед тем как рассчитать диаметр трубы для отопления, нужно определить гидравлические показатели системы. Самостоятельно можно провести только приблизительные расчеты, которые также могут быть использованы на практике.
Герметичная двухтрубная система
От диаметра труб для двухтрубной системы отопления напрямую зависит, насколько быстро тепло от котла будет достигать конечной точки контура. Чем меньше условный проход, тем скорость теплоносителя выше. Исходя из этого, можно сделать вывод, что при неправильном выборе диаметра трубы отопления в квартире в большую сторону, скорость теплоносителя упадет, а вместе с ней будет ниже температура в последнем радиаторе. Ведь вода за большее количество времени успеет отдать большее количество тепла.
Самым простым решением как рассчитать диаметр трубы для отопления это придерживаться такого же условного прохода, как и в патрубке, отходящего в вашу квартиру от центрального стояка. Это сэкономит вам время и нервы, ведь застройщиком неслучайно был установлен контур именно с таким сечением. Перед тем как объект начали строить были проведены все расчеты, гидравлический в том числе. Если есть желание посчитать все по формуле, то используйте информацию из следующего блока.
Оптимальный диаметр трубы для отопления в квартире и в частном доме до 100 кв м составляет 25 мм. Это относится к изделиям из полипропилена.
Двухтрубный контур в частном доме
Для начала немного обобщим. Возьмём для примера расчет диаметра труб из полипропилена для отопления в частном доме. В основном для контура применяют изделия сечением 25 мм, а отводы к радиаторам ставят 20 мм. Благодаря тому, что размер труб для отопления в частном доме, использованных в качестве патрубков к батареям меньше, происходят следующие процессы:
- скорость теплоносителя растет;
- улучшается циркуляция в радиаторе ;
- батарея прогревается равномерно, что важно при нижнем подключении.
Также возможны комбинации диаметра основного контура 20 мм и отводов 16 мм.
Чтобы убедиться в вышеуказанных данных, можно провести расчет диаметра труб для отопления частного дома самостоятельно. Для этого потребуются следующие значения:
Зная количество отапливаемых квадратных метров, мы можем рассчитать мощность котла и какой диаметр трубы выбрать для отопления. Чем мощнее нагреватель, тем большего сечения изделия можно использовать с ним в тандеме. Для обогрева одного квадратного метра помещения потребуется 0,1 кВт мощности котла. Данные справедливы если потолки составляют стандартные 2,5 м;
Показатель зависит от региона и утепления стен. Суть в том, что чем больше теплопотери, тем мощнее должен быть нагреватель. Чтобы обойти сложные вычисления, которые в приблизительном расчете неуместны, просто нужно добавить 20% к мощности котла, рассчитанной выше;
- скорость воды в контуре.
Допускается скорость теплоносителя в диапазоне от 0,2 до 1,5 м/с. При этом в большинстве расчетов диаметра труб для отопления с принудительной циркуляцией принято брать среднее значение в 0,6 м/с. При такой скорости исключается появление шума от трения теплоносителя об стенки;
- насколько остывает теплоноситель.
Для этого от температуры подачи отнимают температуру обратки. Естественно, точных данных вы не можете знать, тем более что находитесь на этапе проектирования. Поэтому оперируйте средними данными, которые составляют 80 и 60 градусов, соответственно. Исходя из этого, теплопотери составляют 20 градусов.
Теперь сам расчет как подобрать диаметр трубы для отопления. Для этого возьмем формулу, в которой изначально есть две постоянные величины, сумма которых составляет 304,44.
Условный проход контура, возведённый в квадрат = 304,44 х (квадратура помещения х 0,1 кВт + 20%) / теплопотери теплоносителя / скорость потока.
Последнее действие – это извлечение корня квадратного из полученного результата. Для наглядности посчитаем, какого диаметра трубы использовать для отопления частного дома с одним этажом площадью 120 м 2 :
304,44 х (120 х 0,1 + 20%) / 20 / 0,6 = 368,328
Теперь вычислим корень квадратный из 368,328, что равно 19,11 мм. Перед тем как выбрать диаметр трубы для отопления, еще раз делаем акцент на том, что это так называемый условный проход. У изделий из разного материала отличается толщина стенок. Так, например, у полипропилена стенки толще, чем у металлопластика. Раз уж мы в качестве образца вяли полипропиленовый контур, продолжим рассматривать этот материал. В маркировке этих изделий указывается наружное сечение и толщина стенок. Методом отнимания узнаем нужную нам величину и подбираем в магазине.
Соотношение наружного и внутреннего диаметра полипропиленовых труб
Для удобства воспользуемся таблицей.
По результатам таблицы можно сделать вывод:
- если достаточно номинального давления в 10 атмосфер, то подходит наружное сечение трубы для отопления в 25 мм;
- если требуется номинальное давление в 20 или 25 атмосфер, то 32 мм.
Однотрубная система
Схема однотрубной системы отопления
Перед тем как определить диаметр трубы отопления рассмотреть два вида однотрубных контуров:
- самотёчная;
- с принудительной циркуляцией.
Разница заключается в том, что в открытой системе теплоноситель циркулирует самотеком, а в герметичной при помощи насосов. Также отличаются расширительные баки и их расположение.
Для того чтобы вода в контуре открытого типа могла циркулировать, нужно чтобы условный проход был большим. Настолько, что система сильно бросается в глаза. Такой вид контура применим только в частных домах, притом как в квартирах возможно установить только герметичные системы.
Диаметр труб для однотрубной системы отопления закрытого типа может отличаться на разных ее участках, чтобы контур был сбалансированным.
Для небольшого жилья используются патрубки с одинаковым условным проходом. В принципе, для того чтобы определить какой нужен диаметр труб для отопления с естественной циркуляцией можно воспользоваться уже известной нам формулой. При этом следует учитывать, что полипропиленовые изделия меньше 32 мм не применяются, даже для маленьких помещений.
Сравнение однотрубной и двухтрубной систем
Мы уже выяснили, как рассчитать трубы для отопления, и какой диаметр нужен для обоих видов систем. Для закрытых контуров, при площади помещения от 120 м 2. этот показатель составляет 32 мм для полипропилена. При этом условный проход для изделий с номинальным давление 20 и 25 атмосфер составляет 21,2 мм. Для изделий с номинальным давлением 10 атмосфер условный проход составляет 20,4 мм, а наружный диаметр 25 мм.
Перед тем как рассчитать количество труб для отопления, сравним выгоды от монтажа однотрубной («Ленинградки») и двухтрубной («попутки») системы:
- КПД – однозначно, «попутки» эффективнее обогревают помещение, чем однотрубные;
- экономия средств – все, что можно сэкономить на «Ленинградке» это какой-то отрезок контура и все.
Количество тройников будет одинаковым, кранов тоже, а вот переходников, возможно, потребуется больше. Представьте контур, от которого с небольшим промежутком отходит два патрубка. Один из них идет на вход в радиатор, а второй возвращает теплоноситель обратно в систему. Получается что отрезок между патрубками – это байпас. Чтобы циркуляция в батарее была лучше, байпас нужно сделать меньшего диаметра, чем основной контур отопления. Из этого следует, что потребуется еще пара единиц фурнитуры. Получается, что меньше тратим денег на трубы и больше на фурнитуру, в итоге экономии никакой, при этом КПД ниже.
В итоге, из этого можно сделать вывод, что рассказы о том, какая хорошая и дешевая однотрубная система отопления просто несостоятельны.
Интересное по теме:
Пластиковые трубы отопления для вашего дома
Дымоходы для твердотопливных котлов
Аккумуляторный бак для отопления
Отопительная установка Планар
Расчёт диаметра труб для отопления в частном доме
Нормальные показатели давления и температуры в трубах
Установив у себя автономное отопление, хозяин сам контролирует температуру, выбирая для себя самую приемлемую. Стоит отметить, что принятых норм в данном случае нет, потому что температура определяется не только внешними факторами, но и предпочтениями хозяина, и эффективностью установленных отопительных радиаторов.
Учтите, что самая плохая теплопередача у чугунных радиаторов. Средний коэффициент теплопередачи – у радиаторов из биметалла, а самыми эффективными считаются радиаторы из алюминия.
Зачастую, подсчет числа радиаторов и секций проводится с учетом паспортной тепловой мощности. Данный параметр определяется исходя из показателей температуры воды в трубах, которая равняется 75 ℃.
Иными словами, рассуждая логически, указанная температура и будет самой оптимальной. Тем не менее, при колебаниях внешних температур, потребуется изменять и температуру теплоносителя. Таким образом, получится удерживать комфортную температуру в помещении и экономить электроэнергию.
Специалисты рекомендуют, даже невзирая на то, что ПП трубы в состоянии функционировать в условиях вплоть до 110 ℃, не превышать температуру отопления в 95 ℃ во избежание разного рода неприятностей.
Чтобы повысить показатели температуры в комнатах, лучше всего устанавливать большее количество радиаторов, а не увеличивать температуру их меньшего количества.
Для корректного функционирования отопительной системы хозяин должен знать, каким должно быть в ней давление. Если система является автономной, удовлетворительными будут 1,5-2 атмосферы. Если эти показатели каким-либо образом повысятся до 3 атмосфер, то можно считать, что ситуация критическая, и не исключена утрата системой герметичности, а также поломка оборудования.
В завершение не лишним будет сказать, что на этапе проектирования стоит учитывать все нюансы, даже те, которые могут показаться неважными. Допущенная на этом этапе ошибка может дорого стоить, как минимум, готовая система не сможет должным образом функционировать, то есть будет неэффективной.
Вот почему разработку проектов лучше всего доверить профессионалам, которые в состоянии осуществить все расчеты правильно, так, чтобы готовая система работала правильно.
Однотрубная система
Подобная схема магистрали монтируется из последовательно соединенных отопительных приборов. Прохождение жидкости происходит через каждый элемент системы поочередно, по чуть-чуть производя их обогрев, из-за этого до крайней секции она доходит с температурой несколько заниженной. Если в последнем радиаторе в схеме будет больше секций, на температуру внутри помещения это не окажет отрицательного влияния.
Сейчас имеются такие технологии, которые способствуют улучшению функционирования однотрубной отопительной схемы, это наличие:
- на батареях специальных регуляторов;
- вентилей для балансировки поступающей жидкости;
- клапанов термостатических либо шаровых.
Подобное оборудование применяется для поддержки необходимого температурного режима в помещении.
Часто делают установку отдельного отопления, его монтаж производится по следующим схемам:
- горизонтальной, с наличием насоса, он методом нагнетания перегоняет теплоноситель, обеспечивая его циркуляцию;
- вертикальной — в ней происходит перетекание жидкости естественным образом;
- вертикальной, с применением метода нагнетания, с естественной перегонкой либо комбинированного типа.
Горизонтальную систему, чтобы горячая вода перетекала естественным образом, конструируют под небольшим уклоном. Установка же радиаторов производится на одном и том же уровне. Радиаторы нужно оснастить кранами для спуска воздуха. В эту магистраль насос не устанавливают, потому что теплоноситель перетекает естественным образом.
Выбор диаметра отопительных труб
Невозможно точно подсчитать, трубой какого диаметра делать отопление. Приходится выбирать из нескольких вариантов продукции, представленной в продаже. Дело в том, что добиться одного и того же результата можно различными способами.
Допустим, что требуется доставить к батареям определенное количество тепла и одновременно обеспечить равномерный прогрев радиаторов. В теплоснабжающих конструкциях с принудительной циркуляцией жидкости это делают с помощью насосного оборудования, теплоносителя и труб. Одним словом, необходимо добиться того, чтобы за конкретное время транспортировать определенный объем рабочей среды.
Реализовать это можно одним из двух способов:
- проложить трубы меньшего сечения и прогонять жидкость с большей скоростью;
- обустроить систему большого диаметра, но с меньшей интенсивностью перемещения.
Как показывает практика, владельцы недвижимости обычно выбирают первый вариант по ряду причин:
- Стоимость трубной продукции с меньшим диаметром дешевле и ее легче монтировать.
- При открытом способе прокладки трубы менее заметны, а при монтаже в пол или стены нужны штробы меньшего размера.
- В системе теплоснабжения при небольшом диаметре трубы отопления в квартире находится меньший объем теплоносителя, что понижает ее инерционность и позволяет экономить топливные ресурсы.
Поскольку производители выпускают трубную продукцию нескольких диаметров, по которой можно доставлять определенное количество тепла, то нецелесообразно каждый раз подсчитывать одно и то же.
Для этого специалистами в свое время были разработаны таблицы. С их помощью можно в зависимости от конкретного объема тепла, скорости перемещения рабочей среды и температурного режима функционирования системы, узнать возможный диаметр.
Чтобы определиться с этим параметром для теплоснабжающей конструкции, следует воспользоваться нужной таблицей и по ней вычислить, какому сечению труб на отопление отдать предпочтение.
Расчет для нее выполнялся на основании формулы, а далее полученные результаты заносились в таблицу:
D — искомый диаметр в миллиметрах;
∆t° — разница между величинами температуры на трубах подачи и обратки, °С;
Q — нагрузка на участок системы, а точнее количество тепла, требуемого для обогрева конкретного помещения, кВт;
V — скорость передвижения теплоносителя, м/с.
В системах автономного теплоснабжения скорость движения рабочей среды находится в промежутке от 0,2 м/с до 1,5 м/с. Как показывает практика, оптимальное значение этой величины 0,3 м/с — 0,7 м/с.
В случае, когда теплоноситель перемещается медленнее, в системе образуются воздушные пробки, а если быстрее, то значительно увеличивается уровень шума. Оптимальный диапазон скорости отражен в специальных таблицах. Они были составлены отдельно для каждого вида труб.
Их рассчитывали для работы систем в стандартных режимах, а именно в условиях средних и высоких температур. Чтобы процесс определения, какой диаметр трубы выбрать для отопления стал понятен, он будет показан на конкретных примерах.
Расчет диаметра для двухтрубной системы отопления
Считать будем на примере простого дома в два этажа. На каждом из этажей имеем два крыла. В самом доме будет установлена двухтрубная система отопления с такими параметрами:
- в сумме потеря тепла – 36 кВт;
- потеря на 1-ом этаже – 20 кВт;
- потеря на 2-ом – 16 кВт;
- установлены трубы из полипропилена;
- работа системы в режиме 80/60;
- температура – 20 С.
Ниже показана таблица (а) исходя из данных которой, мы будем определять искомый диаметр трубы. В таблице зелёным цветом отмечены ячейки с наилучшей(оптимальной) скоростью движения жидкости.
Считаем.Через участок трубы, которая соединяет первую развилку и котёл, проходит весь объём жидкости, следовательно, и всё тепло, а это 38 кВт. Давайте определим, какую здесь нужно брать трубу. Берём нашу таблицу, в ней ищем соответствующую строчку, потом идём по зелёным ячейкам и смотри вверх. Что мы видим? А видим мы, что при таких параметрах нам подходит два варианта: 50 и 40 мм. Естественно (об этом писалось выше) выбираем меньший диаметр трубы для отопления дома 40 мм.
Дальше смотрим на развилку, которая разделяет движение теплоносителя на второй и первый этажи (16 и 20 кВт). Опять смотрим значения по таблице и получаем, что в оба направления нужен диаметр трубы 32 мм.
На каждом этаже у нас по два крыла. Контур также разделяется на две ветки. Считаем первый этаж:
20 кВт / 2 = 10 кВт на крыло
Второй этаж по аналогии:
16 кВт / 2 = 8 кВт на каждое крыло
Опять берём нашу таблицу и определяем, что на данных участках нужна труба с сечением 25 мм. Также по таблице хорошо видно, что такой диаметр используем до тех пор, пока нагрузка не упадёт до 5 кВт, потом будем использовать трубы по 20 мм.
Важно! Из лично опыта могу сказать, на диаметр трубы в 20 мм лучше переходить, когда тепловая нагрузка будет не 5 кВт, а 3 кВт.
Вот таким нехитрым способом мы рассчитали все диаметры трубы для отопления дома нужных нам полипропиленовых труб для двухтрубной системы отопления.
Для обратной подачи воды не нужно рассчитывать ничего, там всё намного проще: всю разводку делаете трубами аналогичного диаметра, что и на прямую подачу. Как видите, ничего сложного нет. Нужна лишь хорошая, подходящая под конкретный случай, таблица.
Определение необходимых размеров
С технико-экономической точки зрения выбрать диаметр труб лучше с помощью графика общих затрат от основных значений трубопроводной системы. Необходимые размеры металлопластиковых труб определяются по точке пересечения двух кривых на капитальные и эксплуатационные затраты. Предельно допустимая проточность воды в трубопроводной системе отопления зависит от размеров и колеблется в диапазоне от 0,8 до 1,5 м/c.
Практические параметры
Современные трубы относительно диаметра имеют следующую классификацию:
- трубы с малыми сечениями – 5-102 мм;
- среднего типа – 102-406 мм;
- трубы с большим сечением – от 406 мм.
При этом под условным диаметром понимается значение диаметра, округленное до целых в дюймовом выражении (или долях дюйма). При монтаже системы с принудительной циркуляцией специалисты рекомендуют выбрать трубы с как можно меньшим диаметром. Это необходимо по нескольким причинам:
- чем меньше диаметр, тем меньше теплоносителя нужно греть – это экономия денег и времени;
- малое сечение дает меньшую скорость течения воды в трубопроводе;
- такие трубы проще монтировать, и они экономически более выгодны.
Простая формула
Как провести расчет, если нет мощности обогрева? На самом деле, расчет диаметра труб можно провести, вооружившись таблицей диаметров и критерием мощности в 1 кВт на 10 м2. Для площади в 20 м2 расчет будет следующий: определение количества мощности на обогрев – 2*1кВт, итого 2 кВт; с учетом поправки на 20% (запас) получаем 2,4 кВт. Т.е. для обогрева комнат в доме понадобится 2,4 кВт.
Согласно таблице нужно найти мощность 2,4 кВт (2400 Вт) и соотнести со значением теплового потока – так показана оптимальная скорость движения воды в системе. Таблицы такие рассчитаны на двухтрубную систему отопления. При этом видно, что выбор сечения трубы для обогрева 20 м2 должен находится в пределах от 8 мм до 10 мм.
Как правильно подобрать трубы для отопления? Этот вопрос волнует каждого застройщика, поскольку ошибка может нарушить работу всей системы, сделать ее неэффективной и некомфортной.
При заниженном диаметре:
Трубы испытывают повышенные нагрузки и сокращается срок их службы. О 50-и годах, как заявляют производители, речь даже не идет.
В возникают шумы. Кому нужен дискомфорт с прослушкой работы отопительной системы.
В пиковые периоды при заниженном диаметре трубы может быть не обеспечена подача тепла в нужном количестве и в помещении будет некомфортная температура.
Но и ставить трубы на отопление с большим запасом тоже смысла нет:
Это ненужный перерасход денежных средств, снижается инвестиционная эффективность замены труб и оборудования системы отопления.
Из-за маленькой скорости потока теплоносителя в трубах могут образовываться отложения, что ведет к уменьшению их пропускной способности.
Снижается эффективность из-за большего объема системы отопления. Она приобретает повышенную инерционность.
Возможно постоянное завоздушивание, что ведет в повышенному износу радиаторов отопления, теплообменника котла и других компонентов
По сути, при правильно выбранном диаметре труб отопления теплоноситель перемещается по трубопроводам в нужном количестве и определенном диапазоне скоростей. Таким образом при выборе диаметра труб для системы радиаторного отопления с принудительной циркуляцией
необходимо отталкиваться от двух значений:
тепловая мощность отопительного контура
скорость потока теплоносителя в трубопроводе
Усредненно показатель тепловой мощности часто принимают 100 Вт/м. кв., хотя правильнее заказать профессиональный расчет. Теплопотери, которые напрямую определяют тепловую мощность, зависят от многих факторов: утепление дома, тип окон и дверей с ручками https://www.mirar-group.ru , климата в регионе и других. Скорость потока зависит от расхода теплоносителя и указывается производителями труб в специальных таблицах.
Особенности расчета для коллекторного теплоснабжения
Описанная выше технология расчета с одинаковым успехом может применяться как для однотрубных, так и для двухтрубных систем отопления. Если теплосистема подразумевает использование коллекторов, то для выбора правильного диаметра этого элемента также потребуются некоторые вычисления:
Рекомендуем ознакомиться: Как собственноручно сделать трубу из оцинковки?
где М – сечение коллектора,
M1, M2, Mn – диаметры подключаемых к коллектору трубопроводов.
Из формулы видно, что диаметр коллектора можно верно рассчитать только после подсчета сечения трубопроводов и определения количества линий, подходящих к коллектору.
Обратите внимание! При определении оптимального расстояния между патрубками коллектора принято придерживаться правила «трех диаметров». Соседние отводки должны отстоять друг от друга на расстояние, равное их утроенному диаметру.
Расчет мощности отопительной системы
Чтобы рассчитать минимальные показатели мощности отопительной системы, достаточной для эффективного прогрева дома, нужно воспользоваться следующей формулой:
Расшифровка символов выглядит так:
- Qт – требуемая мощность (кВт/час),
- V – объем отапливаемого помещения (м3),
- ∆t – разность температур внутри и снаружи здания (С),
- K – коэффициент тепловых потерь здания (зависит от конструктивных особенностей здания и теплоизоляции),
- 860 – коэффициент, позволяющий перевести значение результата в кВт/час.
Точный расчет коэффициента теплопотерь достаточно сложен, поэтому в частном строительстве можно использовать упрощенные значения, величина которых зависит от типа постройки:
- 3-4 – такое значение коэффициента тепловых потерь используется в том случае, если здание не имеет теплоизоляции (например, в случае с простыми деревянными постройками);
- 2-2,9 – коэффициент используется в формуле при наличии слабой теплоизоляции (упрощенная конструкция здания, например, кирпичная кладка толщиной в один кирпич);
- 1-1,9 – данный коэффициент подходит для зданий, имеющих средние показатели теплоизоляции (стандартная постройка, например, кирпичная кладка толщиной в два кирпича, обычная кровля и оптимальное количество окон);
- 0,6-0,9 – такое значение коэффициента теплопотерь используется при расчете отопительной системы зданий, имеющих хорошую теплоизоляцию (улучшенная схема постройки, кирпичные стены с двойной теплоизоляцией, небольшим количеством окон, оснащенных двойными рамами).
Диаметр труб и его влияние на КПД системы отопления
Система отопления функционирует эффективно только тогда, когда проект трубопровода выполнен корректно
На этапе планирования важно рассчитать вероятные теплопотери и попытаться их максимально сократить. Иначе, несмотря на внушительные энергозатраты, отопительная система справляться со своими задачами полноценно не будет
При покупке труб для монтажа отопительной сети необходимо учитывать не только физико-химические характеристики материала, но и то, какой длины и диаметра будет ваш трубопровод. Такой подход позволит создать экономичную систему отопления с высоким КПД.
Сечение труб влияет на гидродинамику трубопровода, поэтому выбор диаметра труб для отопления нельзя проводить бездумно.
Многие думают, что с увеличением диаметра труб отопления растет эффективность самой системы. Но это утверждение ошибочно. При неоправданно большом диаметре давление в системе отопления снижается, достигая минимальных значений, что приводит к отсутствию отопления в доме как такового.
Как подобрать диаметр трубы, если планируется монтаж трубопровода в частном коттедже? В первую очередь ориентируйтесь на то, каким способом теплоноситель будет подаваться в вашу отопительную систему. Если вы подключены к централизованной магистрали, то расчет осуществляется так же, как и при проведении тепла в квартире.
Таблица расхода теплоносителя, скорости его движения и потерь давления стальных и ПЭ труб различных диаметров
Но если ваш дом оснащен автономной отопительной системой, тут диаметр зависит от материала изготовления труб и от схемы отопления. Например, для сети с естественной циркуляцией теплоносителя понадобятся трубы одного диаметра, а при добавлении в систему насоса – другого.
Стандартный диаметр труб отопления в многоквартирном доме
При проектировании и монтаже системы отопления всегда возникает вопрос, – какой диаметр трубопровода выбрать. Выбор диаметра, а значит и пропускной способности труб, важен, ведь нужно обеспечить скорость теплоносителя в пределах 0,4 – 0,6 метров в секунду, которая рекомендуется специалистами. При этом должно поступать нужное количество энергии (количество теплоносителя) к радиаторам.
Известно, что если скорость меньше 0,2 м/с, то будет застаивание воздушных пробок. Скорость больше 0,7 м/с не стоит делать из соображений энергосбережения, так как сопротивление движению жидкости становится значительным (оно прямо пропорционально квадрату скорости), к тому же это нижний предел возникновения шума в трубопроводах малых диаметров.
Сейчас все чаще выбирают для отопления полипропиленовые трубопроводы, которым хоть и присущи недостатки в виде сложности обеспечения качества стыков, и значительного теплового расширения, но они предельно дешевы и просты в монтаже, а это зачастую решающие факторы.
Какие трубы применять для системы отопления? Полипропиленовые трубы делятся на несколько видов, у которых свои технические характеристики, и предназначены они для разных условий. Для отопления подходят марки РN25 (РN30), которые выдерживают рабочее давление в 2,5 Атм при температуре жидкости до 120 град. С.
Данные о толщине стенок приведены в таблицах.
Для отопления сейчас применяются трубы из полипропилена, которые армированны алюминиевой фольгой или стекловолокном. Армировка предотвращает значительные расширения материала при нагревании.
Многие специалисты отдают предпочтение трубам и с внутренней армировкой стекловолокном. Такой трубопровод в последнее время стал наиболее широко применяться в частных системах отопления.
Трубы выпускаются стандартных диаметров, из которых и нужно сделать выбор. Наработаны типовые решение по подбору диаметров труб для отопления дома, руководствуясь которыми в 99% случаев можно сделать оптимальный правильный выбор диаметра без выполнения гидравлического расчета.
Стандартные наружные диаметры полипропиленовых труб –16, 20, 25, 32, 40 мм. Соответствующий этим значениям внутренний диаметр труб марки РN25 – 10,6, 13,2, 16,6, 21,2, 26,6 мм соответственно.
Более подробная информация о наружных диаметрах, внутренних диаметрах и толщине стенки полипропиленовых труб приведена в таблице.
Нам необходимо обеспечить подачу необходимой тепловой мощности, которая будет прямо зависеть от количества поданного теплоносителя, но скорость движения жидкости должна оставаться в заданных пределах 0,3 – 0,7 м/с
Тогда возникает такое соответствие подключений (для полипропиленовых труб указывается наружный диаметр):
- 16 мм — для подключения одного или двух радиаторов;
- 20 мм – для подключения одного радиатора или небольшой группы радиаторов (радиаторы «обычной» мощности в пределах 1 — 2 кВт, максимальная подключаемая мощность – до 7 кВт, количество радиаторов до 5шт.);
- 25 мм – для подключения группы радиаторов (обычно до 8 шт., мощность до 11 кВт) одного крыла (плеча тупиковой схемы разводки);
- 32 мм – для подключения одного этажа или целого дома в зависимости от тепловой мощности (обычно до 12 радиаторов, соответственно, тепловая мощность до 19 кВт);
- 40 мм – для магистрали одного дома, если такая имеется (20 радиаторов – до 30 кВт).
Рассмотрим выбор диаметра труб подробнее, опираясь на заранее рассчитанные табличные соответствия энергии, скорости и диаметра.
Обратимся к таблице соответствия скорости к количеству тепловой мощности.
В таблице представлены значения тепловой мощности в Вт, а под ними указано количество теплоносителя кг/мин, при подаче с температурой 80 град С, обратки – 60 град С и температуры в комнате 20 град С.
Из таблицы видно, что при скорости 0,4 м/с будет подаваться примерно следующее количество тепла, по трубам из полипропилена следующего наружного диаметра:
- 4,1 кВт — внутренний диаметр около 13,2 мм (наружный диаметр 20мм);
- 6,3 кВт — 16,6 мм (25мм);
- 11,5 кВт — 21,2 мм (32 мм);
- 17 кВт — 26,6 мм (40 мм);
А при скорости 0,7 м/с значения подаваемой мощности будут уже примерно на 70% больше, что не трудно узнать из таблицы.
А какое количество тепла нам нужно?
Рассмотрим подробнее на примере, какое количество тепла обычно подается по трубам, и подберем оптимальные диаметры трубопроводов. Имеется дом площадью 250 м кв, который хорошо утеплен (как требует норматив СНиП), поэтому он теряет тепла в зимнее время по 1 кВт с 10 м кв. Для обогрева всего дома требуется подавать энергии 25 кВт (максимальная мощность). Для первого этажа – 15 кВт. Для второго этажа – 10 кВт.
Наша схема отопления двухтрубная. По одной трубе подается горячий теплоноситель, по другой — охлажденный отводится к котлу. Между трубами параллельно подсоединены радиаторы.
На каждом этаже трубы разветвляются на два крыла с одинаковой тепловой мощностью, для первого этажа – по 7,5 кВт, для второго этажа – по 5 кВт.
Итак, от котла до межэтажного разветвления поступает 25 кВт. Следовательно, нам потребуются магистральные трубы внутренним диаметром не менее – 26,6 мм, чтобы скорость не превысила 0,6 м/с. Подходит 40-мм полипропиленовая труба.
От межэтажного разветвления – по первому этажу до разветвления на крыльях — поступает 15 кВт. Здесь, согласно таблице, для скорости менее 0,6м/с, подойдет диаметр 21,2 мм, следовательно, применяем трубу с наружным диаметром 32 мм.
На крыло 1 этажа идет 7,5 кВт – подходит внутренний диаметр 16,6 мм, — полипропилен с наружным 25 мм.
На каждый радиатор, мощность которого не превышает 2 кВт можно делать отвод и трубой с наружным диаметром 16 мм, но так как этот монтаж не технологичен, трубы не пользуются популярностью, чаще устанавливают 20-мм трубу с внутренним диаметром 13,2 мм.
Соответственно на второй этаж до разветвления принимаем 32мм трубу, на крыло – 25мм трубу, а радиаторы на втором этаже также подсоединяем 20-мм трубой.
Как видим, все сводится к несложному выбору среди стандартных диаметров имеющихся в продаже труб. В небольших домашних системах, до десятка радиаторов, в тупиковых распределительных схемах, в основном применяется полипропиленовые трубы 25мм -«на крыло», 20 мм — «на прибор». и 32 мм «на магистраль от котла».
Диаметры труб могут быть выбраны и по условиям гидравлического сопротивления для нетипично-большой длины трубопроводов, при которой возможен выход за технические характеристики насосов. Но подобное может быть для производственных цехов, а в частном строительстве практически не встречается.
Для дома до 150 м кв., по условиям гидравлического сопротивления отопительно радиаторной системы, всегда подходит насос типа 25 – 40 (напор 0,4 атм), он же может подойти и до 250м кв в отдельных случаях , а для домов до 300 м кв. – 25 – 60 (напор до 0,6 атм).
Трубопровод рассчитывается на максимальную мощность. Но система, если когда и будет работать в таком режиме, то не продолжительное время. При проектировании отопительного трубопровода можно принимать такие параметры, чтобы при максимуме нагрузки, скорость теплоносителя была и 0,7 м/с.
На практике скорость воды в трубах отопления задается насосом, который имеет 3 скорости вращения ротора. Кроме того подаваемая мощность регулируется температурой теплоносителя и продолжительностью работы системы, а в каждой комнате может регулироваться путем отключения радиатора от системы с помощью термоголовки с нажимным клапаном. Таким образом, диаметром трубопровода мы обеспечиваем нахождение скорости в пределах до 0,7 м при максимальной мощности, но система в основном будет работать с меньшей скорость движения жидкости.
Приветствую, камрады! Эта статья — о том, какой диаметр трубы выбрать для отопления. В ней я расскажу о методиках расчета проходимости и сечения, дам ряд практических рекомендаций по подбору размеров и объясню разницу между разными видами труб. Итак, в путь.
Внутреннее сечение определяет возможности трубы по транспортировке тепла.
Вначале — о том, как рассчитать диаметр трубы отопления при известной тепловой нагрузке. Уточню: внутренний диаметр, который, собственно, и определяет проходимость трубы.
Между тепловой нагрузкой, сечением трубопровода и скоростью движения теплоносителя существует простая и понятная зависимость: количество перекачиваемой тепловой энергии можно увеличить, сделав трубопровод толще или заставив воду двигаться быстрее.
С сечением все понятно: чем толще труба, тем она дороже. Почему нельзя существенно увеличить скорость перекачки теплоносителя? Потому, что при ее повышении до 1,5 м/с возникают заметные гидравлические шумы, делающие пребывание в отапливаемом помещении откровенно некомфортным.
Обычно расчет сечения розлива выполняется для скорости движения потока в 0,4 — 0,6 м/с. Снижение скорости до 0,25 м/с и ниже не только повлияет на эффективность отопления, но и не позволит теплоносителю выдавить воздушные пробки к воздухоотводчику или крану Маевского.
Современные системы отопления комплектуются автоматическими воздушниками. Для срабатывания клапана воздух должен быть вытеснен к нему потоком воды.
Вот таблица, позволяющая с минимальными затратами времени выполнить расчет внутреннего диаметра трубопровода при известной тепловой нагрузке на него.
Как подобрать диаметр труб для отопления, руководствуясь этой таблицей? Очень просто:
- Выбрать максимально соответствующую вашим условиям тепловую нагрузку из второго — четвертого столбцов;
- Взять соответствующее ей значение из первого столбца.
Что это за зверь — тепловая нагрузка? Как своими руками рассчитать ее?
- Для розлива в частном доме она берется равной пиковой мощности отопительного котла, теплового насоса или другого источника тепла;
Размер труб на выходе котла подбирается по его пиковой мощности.
- Для подводки к отдельному отопительному прибору тепловая нагрузка равна его паспортной мощности с поправкой на реальный температурный режим. Как правило, производители указывают мощность для идеальных условий — дельты температур между теплоносителем и воздухом отапливаемого помещения в 70 градусов (то есть при +20 в комнате батарея должна быть нагрета до 90 С). На практике в автономном контуре поддерживается 70 — 75 градусов на подаче и 50 — 55 на обратке, что при комфортных +25 в доме даст дельту температур в 30 — 50 С. При дельте в 50 градусов тепловая мощность батареи уменьшится и будет составлять 50/70=0,714 от паспортного значения;
Размер подводок зависит от паспортной мощности прибора с поправкой на реальную температуру теплоносителя.
- Для отдельных участков контура тепловая нагрузка равна суммарной мощности подключенных отопительных приборов. Скажем, если в комнате установлены две батареи по 1,2 КВт, она будет равна 1,2*2=2,4 КВт.
Тепловая нагрузка на участок контура равна суммарной мощности подключенных к нему отопительных приборов.
Откуда взять данные о тепловой мощности батарей? В общем случае — из сопроводительной документации или с сайта производителя. Грубый расчет можно выполнить, исходя из следующих значений:
- Чугунная секция в идеальных условиях отдает 140 — 160 Вт тепла;
- Биметаллическая -180 Вт;
- Алюминиевая — 200 Вт.
Я привел данные для радиаторов стандартного размера, с межосевым расстоянием поводок 500 мм. В линейках многих производителей есть батареи с меньшим и большим размером секций.
Тепловая мощность на секцию для алюминиевых и биметаллических радиаторов высотой 350 и 500 мм.
Как определить тепловую нагрузку, если в качестве отопительных приборов вы планируете использовать сварные регистры нестандартных размеров?
Для первой секции регистра (нижней трубы) формула имеет вид Q=3.14*D*L*k*Dt, где:
- Q — заветная тепловая мощность в ваттах;
- D — наружный диаметр в метрах;
- L — длина (опять-таки в метрах);
- k — коэффициент передачи тепла, определяющийся теплопроводностью материала и толщиной стенок трубы. Для стального регистра коэффициент берется равным 11,63 Вт/м2*С;
- Dt — та самая дельта температур между теплоносителем и воздухом в помещении.
Формула расчета тепловой мощности гладкой стальной трубы.
Вторая и последующие секции регистра находятся в восходящем потоке теплого воздуха от первой секции, что уменьшает их теплоотдачу. Для них мощность рассчитывается с коэффициентом 0,9.
Давайте, в качестве примера вычислим тепловую мощность регистра для следующих условий:
- Он состоит из четырех одинаковых секций;
Я сознательно пренебрегаю теплоотдачей перемычек между секциями и торцов секций. Она незначительна на фоне общей мощности прибора.
- Каждая секция имеет наружный диаметр 108 мм (0,108 метра) и длину 2 метра;
- Регистр нагрет до 60 градусов, а воздух в комнате — до 23.
Невысокая цена стальных труб и солидная теплоотдача определяют популярность регистров.
Вначале вычисляем мощность первой секции. Она равна 3,14*0,108*2*11,63*(60-23)=292 ватта (с округлением до целого значения).
Затем находим тепловую мощность второй и последующих секций. Она будет равной 292*0,9=263 ватта (опять-таки с округлением).
Верхние секции находятся в восходящем потоке нагретого воздуха и отдают меньше тепла.
Последний этап — вычисление суммарной мощности всех секций. 292+263*3=1081 ватт.
А теперь давайте выясним, какой диаметр трубы нужен для отопления при подключении этого регистра. Как легко заметить, минимальное значение в приведенной выше таблице перекрывает его мощность в три с лишним раза. Стало быть, подводка с внутренним размером 12 мм не будет ограничивать теплоотдачу регистра при любой разумной скорости потока.
Теория немногого стоит, если она не подкреплена практикой. Вот инструкция по выбору размеров, основанная на моем многолетнем практическом опыте.
- Любой отопительный прибор можно смело подключать трубой диаметром ДУ 15 (1/2 дюйма). Ограничение одно: в системе ЦО многоквартирного дома подводка в обязательном порядке должна комплектоваться перемычкой, диаметром не уступающей стояку (как правило, ДУ 20 — ДУ25). При изменении конфигурации отопительной системы уменьшение диаметра стояка недопустимо;
Для подключения алюминиевых батарей использована полипропиленовая труба с наружным диаметром 20 мм. Ее внутреннее сечение соответствует стальной трубы ДУ 15.
- В системе с принудительной циркуляцией в качестве розлива можно использовать трубу размером ДУ 25 или, при некотором увеличении скорости потока, ДУ 20;
На фото — участок разводки отопления в моем подвале. Использована полипропиленовая труба размером 25 мм.
В новых домах с ЦО стояки отопления разводятся именно трубой ДУ 20. В десятиэтажном доме на парных стояках этого диаметра монтируется 20 радиаторов или конвекторов.
Стояк отопления в многоквартирном доме. Размер трубы — ДУ 20.
- В гравитационной (самотечной) системе отопления диаметр розлива увеличивается до ДУ 32 — ДУ 50. Дело в том, что увеличение внутреннего сечения трубы позволяет резко снизить ее гидравлическое сопротивление — важнейший параметр в контуре, циркуляция в котором обеспечивается лишь разницей в плотности горячей и холодной воды.
Из-за разницы в системе наименований труб из разных материалов в голове потенциального покупателя неизбежно возникает некоторая путаница. Я попробую внести ясность в этот вопрос.
- Стальная труба маркируется условным проходом, или ДУ. Он примерно равен внутреннему диаметру; небольшие отклонения фактического размера от ДУ обусловлены разбросом толщины стенок обыкновенных, легких и усиленных водогазопроводных труб;
Условный проход стальной трубы примерно равен ее внутреннему диаметру.
- Маркировка DN обозначает тот же самый ДУ (условный проход). Однако DN часто указывается в дюймах. Дюйм — это 2,54 сантиметра; только вот маркировка в дюймах традиционно округляется до нескольких целых и дробных значений, что усугубляет путаницу. Для удобства читателя я приведу таблицу соответствия размеров стальных труб в миллиметрах и дюймах;
- Трубы из сшитого и обычного полиэтилена, полипропилена и металлополимерные изделия маркируются наружным диаметром. В среднем их диаметр на шаг больше внутреннего сечения: труба размером 25 мм имеет такое же внутреннее сечение, как стальная ДУ 20, 32 мм соответствует ДУ 25 и так далее;
Внутренние и наружные размеры полипропиленовых труб. Разное рабочее давление определяет разброс толщины стенок.
- Все полимерные изделия имеют более низкое, чем сталь, гидравлическое сопротивление благодаря минимальной шероховатости стенок. Кроме того, они на зарастают со временем ржавчиной и известковыми отложениями, поэтому их диаметр подбирается без запаса. А вот стальные трубы для системы ЦО лучше покупать с учетом этих факторов, округляя расчетный диаметр труб в большую сторону.
Вскрытая стальная подводка в системе ЦО многоквартирного дома.
Надеюсь, что мне удалось исчерпывающе ответить на накопившиеся у уважаемого читателя вопросы. Как всегда, дополнительные материалы можно изучить, просмотрев видео в этой статье. Я буду признателен за ваши дополнения и комментарии. Успехов, камрады!
Откуда таблица зависимости внутреннего диаметра труб отопления и тепловой нагрузки? Какой-то СНиП или методичка?
здравствуйте,вопрос: какой должна быть труба обратной подачи воды, т.е. размеры?
Валентина, как правило, наружный диаметр и подающих и отводящих труб в водяных системах отопления составляет минимально полдюйма (15 миллиметров). Лучше, если это будет три четверти дюйма (20 миллиметров).
Зачем вы как все парите людей своим онлайн чатом, зная что он не работает?
не магу понять какой деаметр трубы надо в много квартирном доме
Макс, При планировке отопительных трубопроводов специалисты ориентируются на инженерные расчеты, благодаря которым в руках специалистов имеются обоснованные показатели допустимых размеров труб при разных нормах рабочего давления. Конкретные числовые значения требуемых параметров позволят сделать правильный выбор материала при монтаже трубопроводов. В частности, размер сечения будет оптимальным, если его значение находится в пределах от 30 мм до 40 мм. Инженеры получают расчетные величины в процессе решения задач по гидравлике, поэтому показатель диаметра отопительной трубы основывается на теоретических разработках и реальном опыте. При исчислении значений в качестве первичных данных используется множество параметров, полученные результаты зависят от скорости движения теплоносителя в системе, его температуры, уровня давления, суммарной длины всех трубопроводов, а также других факторов, влияющих на гидродинамику и эффективность работы.
Неверный выбор диаметра трубы отопления может повлечь за собой серьезные последствия в виде течи или прорывов, сбоя системы отопления, неправильной работы всего оборудования.
Например, труба с диаметром, превышающим в два раза требуемый по всем техническим нормам показатель, будет способствовать низкому уровню давления в системе многоквартирного дома, что приведет к нарушению циркуляции теплоносителя. Возможно, к катастрофическим последствиям это и не приведет, но в жилых помещениях температурный режим поддерживать будет сложно. Кроме того, установленные по всем правилам трубы нужного диаметра будут обладать энергоэффективностью, экономичностью, и позволят оптимизировать работу ТЭЦ, снизив нагрузку.
Как длина водопровода влияет на диаметр труб
Что касается длины коммуникаций, то здесь достаточно знать следующие правила. Если длина не превышает 30 м, подбирайте трубы с диаметром до 20 мм; если превышает, используйте изделия с диаметрами 25 или 32 мм. В последнем случае можно использовать трубы в совокупности друг с другом. Допускается применять трубы менее 20 мм при длине трубопровода до 10 м.
Почему диаметр труб определяет пропускную способность водопровода
Пропускная способность системы является основополагающей при построении современного водоснабжения. Сегодня принято использовать трубы из пластика. Они не засоряются, не деформируются, сохраняют внутреннюю гладкость на протяжении долгих лет.
Именно поэтому, говоря о пропускной способности, всегда косвенно упоминают показатели диаметра, поскольку больший поперечник изделия обеспечивает большую пропускную способность.
Например, металл подвергается коррозии и засоряется со временем. Соответственно, проход внутри сужается, а значит, снижается выпускная способность.
Особое внимание уделяют системе отопления, построенной на основе пластиковых труб. Как правило, эти системы замкнуты, что предполагает необходимость использовать равномерную циркуляцию
Как обозначается диаметр и системы перевода
В современных системах водоснабжения частных домов и квартир применяют как пластиковые, так и металлические трубы. Пластиковая труба, исходя из своего диаметра и толщины стенки, маркируется как Д20*3,4. Из этой маркировки мы понимаем, что ее наружный диаметр составляет 20 мм, при этом толщина стенки – 3,4 мм. Чтобы узнать внутренний диаметр изделия, необходимо от наружного диаметра отнять значение, полученное из 3,4 х 2.
В маркировке металлических труб обозначений гораздо больше. Они бывают усиленные, маркируемые буквой “У”, легкие с буквой “Л”, с наличием резьбы “Р” и другие варианты. В маркировке трубы обязательно указывается государственный стандарт, или тех. условия, согласно которым она изготовлена.
Расчет системы, будь это пластиковая труба или металлическая, исчисляется из диаметра условного прохода. Этот показатель называется Ду и является универсальной величиной для водопроводных и газовых металлических труб.
Если рассматривать эти значения с точки зрения системы перевода значений, то величины Dу и D отличаются только тем, что пластиковая труба более гладкая, поэтому количество потерь напора в трубах здесь меньше.
Информация на видео поможет разобраться с маркировкой труб и правильно выбрать необходимый диаметр:
Сравнение однотрубной и двухтрубной систем
Мы уже выяснили, как рассчитать трубы для отопления, и какой диаметр нужен для обоих видов систем. Для закрытых контуров, при площади помещения от 120 м2, этот показатель составляет 32 мм для полипропилена. При этом условный проход для изделий с номинальным давление 20 и 25 атмосфер составляет 21,2 мм. Для изделий с номинальным давлением 10 атмосфер условный проход составляет 20,4 мм, а наружный диаметр 25 мм.
Перед тем как рассчитать количество труб для отопления, сравним выгоды от монтажа однотрубной («Ленинградки») и двухтрубной («попутки») системы:
- КПД – однозначно, «попутки» эффективнее обогревают помещение, чем однотрубные;
- экономия средств – все, что можно сэкономить на «Ленинградке» это какой-то отрезок контура и все.
Количество тройников будет одинаковым, кранов тоже, а вот переходников, возможно, потребуется больше. Представьте контур, от которого с небольшим промежутком отходит два патрубка. Один из них идет на вход в радиатор, а второй возвращает теплоноситель обратно в систему. Получается что отрезок между патрубками – это байпас. Чтобы циркуляция в батарее была лучше, байпас нужно сделать меньшего диаметра, чем основной контур отопления. Из этого следует, что потребуется еще пара единиц фурнитуры. Получается, что меньше тратим денег на трубы и больше на фурнитуру, в итоге экономии никакой, при этом КПД ниже.
В итоге, из этого можно сделать вывод, что рассказы о том, какая хорошая и дешевая однотрубная система отопления просто несостоятельны.
Таблица диаметров водопроводных труб
Трубы квалифицируются по наружной величине, которая указывается производителем. Для определения внутреннего диаметра понадобится от наружной величины вычесть двойное значение толщины стенки. Однако изделия из чугуна и стали маркируются по внутреннему диаметру, с учетом их пропускной способности. Это следует помнить при использовании в одной системе изделий из различных материалов. Рассмотрим несколько примеров.
Стальная труба 76х3 подразумевает:
- наружный диаметр изделия 76 мм;
- толщина стенки 3 мм;
- внутренний проход будет составлять 70 мм.
Вычисление произошло следующим образом: 76 — (3х2) = 70 мм.
2 пример. Труба из меди 1” подразумевает наружную толщину 1 дюйм, либо 25,4 мм.
Стыковка изделий из различного материала применяются фитинги. Для соединения металлической и пластиковой трубы фитинги будут иметь с одной стороны пластик, который позволит произвести качественную пайку, а с другой — резьбу для надежного резьбового соединения
Для этого необходимо обратить внимание на размер резьбы и ее шаг. При соединении с чугуном применяются раструбы и специальные уплотнители
Пластик между собой можно спаять, металл варится электро, газосваркой.
Стальные
Таблица размеров стальных труб
При монтаже со стальными изделиями их выбор осуществляется по внешнему диаметру трубы водопроводной системы. Согласно требованиям ГОСТ 10704–91 — делятся на группы:
- крупного диаметра – от 508 мм;
- среднего – 114-530 мм;
- мелкого – до 114 мм.
В домашнем водопроводе наиболее востребованными являются изделия с малой величиной. Средний — в городском водопроводе. Большой — для магистральных нефтепроводов, газопроводов. К наиболее востребованным изделиям относятся:
- ½” — 12,7 мм;
- ¾” — 19,0 мм;
- 1” — 25,4 мм;
- 1½” — 38,1 мм.
Специалисты, ежедневно занимающиеся укладкой и ремонтом водопровода эти величины знают наизусть, другие — смотрят в таблицах.
Чугунные
Таблица размеров чугунных труб
Эти изделия используются при укладке уличных водопроводных сетей. В помещении их применение ограничено. Они обладают долговечной эксплуатацией, повышенной прочностью. Однако являются хрупкими, боятся ударных воздействий. К недостаткам можно отнести значительный вес и большую стоимость. Размер трубы для такого водопровода считается по внутренней пропускной способности изделия.
Пластиковые
Современные технологии позволяют производить качественный пластик, который обладает достаточной прочностью, небольшим весом, не поддается коррозии и является экологически чистым материалом. Благодаря этим характеристикам он вытесняет из строительного рынка металл и чугун, его себестоимость значительно ниже этих материалов. Наиболее популярными материалами являются:
Таблица размеров пластиковых труб
- полиэтилен — является самым дешевым вариантом, применяется для технического водоснабжения в подсобных помещениях;
- полипропилен — требует специальное оборудование для пайки, хорошо подходит для холодного водоснабжения в доме;
- металлопластик — относится к самым качественным в данном сегменте, используется в холодном и горячем водоснабжении внутри помещения.
Размер этих изделий оставляет желать лучшего. Проблема в том, что каждый производитель самостоятельно устанавливает размерную сетку. Следовательно, при сборе пластикового водопровода желательно закупать все комплектующие у одного производителя. Либо придется производить замеры каждого изделия. Несмотря на это, пластиковые трубопроводы отличаются своими рабочими характеристиками и пользуются большой популярностью, особенно при прокладке разводки воды внутри помещения.
Нюансы определения диаметра металлических труб
При проектировании больших систем теплоснабжения, для создания которых задействуют металлические трубы, следует учитывать теплопотери, происходящие через стенки. Размер потерь небольшой, но при условии значительной протяженности контура они приводят к тому, что температура теплоносителя на последних в ряду радиаторах станет низкой, если диаметр выбран неправильно.
Для примера приведен расчет для 40-миллиметровой стальной трубы, имеющей толщину стенки, равную 1,4 миллиметра– для этого пользуются формулой:
q = kх3,14х (tв – tп), где:
q – теплопотери на одном метре трубы;
k – линейный коэффициент передачи тепла, в данном расчете он равен 0,272 Втхм/с);
tв – температура рабочей среды в трубе – 80 градусов;
tп — температура воздуха в комнате – 22 градуса.
Подставив значения в формулу, получим:
q = 0,272х3,15х(80-22)= 49 Вт/с
Результат расчета говорит о том, что на каждом метре трубопровода теплопотери составляют около 50 Вт тепла. Когда длина отопительного контура большая, такая величина может стать критической. Следует помнить, что, чем большим будет сечение, тем значительнее получатся потери.
Если имеется необходимость их учесть, тогда при вычислении теплопотерь нужно к снижению тепловой нагрузки на отопительном приборе приплюсовать потери на трубопроводе и согласно полученной сумме определить искомый диаметр.
Обычно для систем автономного теплоснабжения данные значения не являются критичными. Кстати, при расчете потерь тепла и производительности отопительного оборудования, полученные цифры округляют в большую сторону.
Благодаря этому создается определенный запас, что позволяет не задумываться над тем, как рассчитать диаметр труб отопления частного дома и выполнять сложные расчеты, а воспользоваться уже имеющимися таблицами.
А как следует поступить, если таблицы, которые нужны, не удалось найти? Можно использовать нижеописанный метод подбора диаметра или действовать иначе. Известно, что при маркировке трубной продукции производители указывают различные внутренние или наружные размеры, а их с некоторой долей погрешности допустимо приравнивать.
Существует таблица, согласно которой можно отыскать тип и маркировку, когда известен внутренний диаметр. В ней также имеется информация относительно соответствующего размера изделия из других материалов.
Например, требуется рассчитать диаметр МП труб. Таблицу для металлопластиковой трубной продукции не удалось отыскать, но имеется для полипропилена. Поступают так: подбирают размеры для изделий из ППР и в таблице ищут аналоги для МП. Безусловно, погрешность будет, но для конструкций обогрева с принудительной циркуляцией это допускается.
Маркировка
Выбирая полипропиленовые трубы для ремонта домашних инженерных сетей, внимание привлекает нанесенная сбоку аббревиатура из комбинации букв и цифр. В этой надписи содержится полная информация о характеристике каждого конкретного экземпляра
Пример маркировки трубы ПП
Чтобы расшифровать маркировочную надпись и узнать необходимые сведения о предлагаемом экземпляре, рекомендуется детально ознакомится с составным содержанием шифра.
Обозначение материала
Информация о бренде производителя содержится вначале надписи. Следующие буквы обозначают сведения о типе полипропиленовых труб:
- PPB. Таким значком обозначается труба ПП повышенной механической прочности. Отличие труб РРВ заключается в создании армирования внутренней полости стекловолокном, фольгированным покрытием из алюминия или меди.
- PPH. Эти шифром обозначаются полипропиленовые трубы больших диаметров. Область применения: создание водопроводных линий подачи холодной воды и прокладка вентиляционных каналов приточно-вытяжной вентиляции.
- PPR. Основная характеристика – выдерживать перемещение теплоносителя с высокой температурой до 70 – 80 градусов, позволяет использовать трубы для воды из полипропилена, обозначенные буквами РРR, для отопления и подачи горячего носителя.
Хотя все три разновидности производятся из полипропилена, они различаются своими техническими характеристиками. Качественный состав полимерной смеси изменяется различными добавками, влияющие на эластичность продукции.
Максимальное рабочее давление
Буквенная маркировка PN с цифрами обозначает величину рабочего максимального давления на 1 метр. Величина показывает давление в кг/см2 и измеряется в Барах. Полипропиленовые трубы маркируются буквами PN25, PN20, PN16, PN10, в которых цифровой показатель означает предел номинального давления перемещаемым водяным потоком с температурой 20 градусов за продолжительный период в 50 лет. Исходя из этого определения максимального рабочего давления, можно сделать вывод, что отопление и горячее водоснабжение монтируются только из марок PN25, PN20.
Обозначение диаметра трубы
В состав маркировки труб из полипропилена в обязательном порядке входит информация о наружных диаметрах, измеряемых в мм. Прокладка инженерных санитарно-технических и отопительных систем производится трубами ПП различного диаметра:
- Ф* 20 мм применяется для внутриквартирных разводок, подключения кранов, душевых кабин, ванн, стиральных и посудомоечных машин.
- Ф* 25 мм предназначен для монтажа вертикальных стояков пятиэтажных жилых домов..
- Ф*32 мм оборудуются водоподающие линии значительной протяженности и стояки многоэтажных зданий.
- Ф*63 и ф*100 мм используется в подводящих магистралях, централизованного водоснабжения.
Вентиляционные приточно-вытяжные системы монтируются пропиленовыми трубами диаметром от 100 до 400 мм. Изделия такого же диаметра применяют для организации водосточных систем и водостоков.
Иногда на трубах ПП встречается цветная маркировка в виде синих и красных линий. Такими цветными полосками некоторые бренды обозначают назначение трубы для горячей и холодной воды. Например, марка PN 20 с красной полоской подходит для подачи горячей воды, а PN 10 с синей линией используется в водопроводных линиях холодной воды.
По наружному диаметру можно узнать толщину стенок и величину максимального давления на каждую марку.
Таблица значений соотношения наружного и внутреннего диаметра, а также стенок
Прочие показатели
Остальные составные части маркировка указывают на прочие показатели, дополняющие технические характеристики трубы ПП:
- Конструкция.
- Дата выпуска.
- Номера партий, смены, серии производственных линий.
- Информация о стандарте изготовления и наличии сертификатов качества и соответствия ГОСТу.
Маркировка некоторых труб может содержать добавочную информацию.
Как все устроено
Вначале — немного общей информации.
Горячее водоснабжение и отопление многоквартирного дома начинаются с ввода теплотрассы в дом. Через фундамент заводятся две нитки от ближайшей тепловой камеры — подающая (по которой техническая вода, она же — теплоноситель, попадает в здание) и обратная (вода, соответственно, возвращается на ТЭЦ или котельную, отдав тепло).
В тепловой камере на вводе в дом (как вариант — на групповом вводе в несколько распложенных в непосредственной близости друг к другу домов) стоят отсекающие задвижки или краны.
Тепловой пункт, он же — элеваторный узел, совмещает несколько функций:
- Обеспечивает минимальный перепад температур между подачей и обраткой системы отопления;
Справка: верхний пик температуры подачи — 150 градусов, при этом согласно температурному графику обратка должна возвращаться к ТЭЦ остывшей до 70°С. Однако такой перепад означал бы крайне неравномерный нагрев отопительных приборов, поэтому из элеватора в отопительный контур поступает вода с более скромной температурой — до 95 градусов.
- Организует подачу горячей воды в систему ГВС и ее отключение в масштабах дома при авариях и текущем ремонте;
- Дает возможность остановить и сбросить систему отопления;
- Позволяет снять контрольные замеры температуры и давления;
- Обеспечивает очистку теплоносителя и воды для нужд ГВС от крупных загрязнений.
Система отопления может быть организована:
- С верхним розливом: розлив подачи проходит по чердаку или техэтажу под крышей дома, а розлив обратки размещается в подвале или подполе. Каждый отопительный стояк отключается независимо от других двумя кранами в верхней и нижней части дома;
Любопытно: существует и обратная схема — с подачей в подвале и розливом обратки на чердаке. Однако она куда менее популярна и, насколько известно автору, используется в основном в небольших зданиях с собственными котельными.
- С нижним розливом: подача и обратка разводятся по подвалу; отопительные стояки присоединяются к розливам поочередно и попарно соединяются перемычками на верхнем этаже или чердаке. Каждая перемычка снабжается воздушником (краном Маевского или обычным вентилем) для стравливания воздушной пробки.
Система ГВС в зданиях постройки 70-х годов и в более старых домах обычно тупиковая — полностью идентичная системе холодного водоснабжения. С практической стороны это означает, что горячую воду при водоразборе приходится подолгу сливать до ее нагрева, а полотенцесушители, установленные на подводках ГВС, греют только при водоразборе.
В более новых постройках горячее водоснабжение и отопление жилого дома функционируют по общему принципу — вода непрерывно циркулирует через контуры, обеспечивая постоянную температуру полотенцесушителей и мгновенный нагрев воды при разборе.
Узнать больше о том, как устроена система отопления и водоснабжения жилых домов, вам поможет видео в этой статье.
Высота дымоходной трубы.
Здесь нам удастся обойтись без сложных расчетов.
Да, конечно, существуют довольно громоздкие формулы, по которым с большой точностью можно рассчитать оптимальную высоту дымовой трубы. Но они становятся действительно актуальными при проведении проектирования котельных или иных промышленных установок, где оперируют совершенно другими уровнями мощности, объемами потребляемого топлива, высотами и диаметрами труб. Тем более что в эти формулы включена еще и экологическая составляющая по выбросу продуктов сгорания на определенную высоту.
Нет никакого смысла приводить эти формулы здесь. Практика показывает, и это еще, кстати, оговорено в строительных нормах, что для любого из теоретически возможных в частном доме твердотопливного прибора или сооружения будет достаточно дымоходной трубы (с естественной тягой) высотой не менее пяти метров. Можно встретить рекомендации ориентироваться все же на показатель в шесть метров.
При этом имеется в виду именно перепад высот между выходом из прибора (для печей часто считают – от колосниковой решетки) до верхнего обреза трубы, без учета надетого зонта, флюгарки или дефлектора
Это важно для тех дымоходов, на которых имеются горизонтальные или наклонные участки. Повторим – не общая длина используемой трубы, а только разница высот
Высота дымохода – это именно разница высот между его входом и выходом, а не общая длина трубы, на которой могут быть горизонтальные или наклонные участки. Кстати, следует всегда стремиться к минимизации количества и длины подобных участков.
Итак, минимальная длина понятна – пять метров. Меньше – нельзя! А больше? Конечно, можно, и бывает даже — нужно, так как могут вмешаться дополнительные факторы, обусловленные спецификой здания (банально – высота дома) и расположением оголовка трубы относительно кровли или соседствующих объектов.
Это обусловлено и правилами противопожарной безопасности, и тем, что оголовок трубы не должен попасть в так называемую зону ветрового подпора. Если этими правилами пренебречь, то дымоход станет крайне зависимым от наличия, направления и скорости ветра, и в ряде случаев естественная тяга через него может вовсе пропасть или смениться на обратную («опрокинуться»).
Правила это – не столь сложны, и с их учетом уже можно точно намечать высоту дымоходной трубы.
Расчет сечения труб
Пришло время узнать, как рассчитать диаметр труб для отопления. В данном случае понадобится учесть тепловую нагрузку. Исходя из многолетней практики, выяснилось, что для создания комфортных условий в комнате, требуется 0,1 кВт тепловой мощности на 1 м 2 площади – это с учетом того, что в комнате потолки имеют высоту 2,5 м.
Иными словами, чтобы обогреть комнату в 25 м 2 , потребуется 2500 Вт тепловой энергии (25·100=2500 Вт).
После этого можно приступать к подбору сечения труб отопления с помощью соответствующих таблиц. Согласно нашему примеру, для комнаты в 25 м 2 потребуются трубы сечением полдюйма. Читайте также: «Как выполнить расчет диаметра трубы для отопления правильно – теория и практика».
Какой диаметр трубы системы отопления подача обратка
Как известно, энергоэфективность системы отопления зависит не только от мощности котла и количества радиаторов. Это достаточно сложный параметр, завязанный на климатическом режиме региона, материалах, из которых построен дом, качестве и количестве отопительного оборудования и арматуры. И отопительные трубы играют в теплосистеме роль одной из «первых скрипок».
Какой диаметр трубы лучше использовать для отопления частного дома, чтобы циркуляция теплоносителя в контуре была максимально эффективна? Как правило, для этого используются специальные программы, однако, существует альтернативные концепции, позволяющие производить эту операцию самостоятельно. Мы приоткроем «завесу тайны» и расскажем максимально просто о сложных схемах расчётов, позволяющих оптимизировать обогрев дома таким образом, чтобы в нём было тепло и комфортно и при этом не приходилось выбрасывать деньги на ветер.
Влияние типа и размера трубы на работу системы
Так ли уж важен диаметр трубы? Как показывает практика, чрезвычайно! От него зависит ряд факторов, обеспечивающих высокий КПД всего контура:
- Пропускная способность и коэффициент теплоотдачи. Т.е. общий объём теплоносителя, находящегося в магистрали в определённый период времени и подлежащего нагреву.
- Давление теплоносителя в контуре, температура и скорость его движения.
- Гидравлические потери, возникающие на участках стыковки труб и элементов различного сечения. Чем больше подобных переходов, тем значительнее потери.
- Уровень шума теплосистемы.
Выделяют несколько видов диаметра:
- Внешний. Учитывает сечение внутренней полости и толщину стенок трубы. Используется при проектировании теплосистемы.
- Внутренний. Отражает значение поперечного сечения внутренней полости трубы. Определяет пропускную способность трубопровода.
- Номинальный (условный). Представляет собой усреднённое значение внутренних диаметров, полученное в результате вычислений.
Чтобы теплосистема работала полноценно, кроме сечения труб, следует учитывать ещё ряд факторов:
- Свойства теплоносителя, в качестве которого выступает вода, антифриз или пар.
- Материал, из которого изготовлены трубы.
- Скорость движения теплоносителя.
- Тип системы отопления: одно- или двухтрубная.
- Тип циркуляции: естественная или принудительная.
Что учитывается при расчете
Критерии для подбора диаметра труб:
- объем необходимого теплоносителя для заполнения системы;
- протяженность контура (-ов);
- скорость транспортировки теплоносителя;
- требуемая мощность отопления в киловаттах;
- продуктивность насоса принудительной циркуляции;
- сопротивление контура по трубам.
Для каждого параметра имеется диапазон приемлемых значений. Расчет при этом должен дать размер трубы системы отопления, удовлетворяющий всем требованиям и обеспечивающий допустимые параметры.
Расчеты касаются внутреннего диаметра. Уже после получения нужного размера выбирается подходящий номинал, имеющийся в продаже, далее подбирается материал. От этого зависит толщина стенок, внешний диаметр и внешний вид.
Материал труб
Прежде чем определять, какой диаметр трубы лучше подойдет для отопления частного дома, необходимо решить из какого материала будет выполнен сам трубопровод. Это позволяет обозначить способ монтажа, стоимость проекта и заранее спрогнозировать возможные теплопотери. Прежде всего, трубы подразделяются на металлические и полимерные.
Металлические
- Сталь (чёрная, нержавеющая, оцинкованная).
Характеризуются отменной прочностью и устойчивостью к механическим повреждениям. Срок эксплуатации – не менее 15 лет (при антикоррозийной обработке до 50 лет).
Рабочая температура — 130⁰C. Максимальное давление в трубе — до 30 атмосфер. Не горючи. Однако тяжелы, сложны в монтаже (потребуется специальное оборудование и существенные временные затраты), подвержены коррозии. Высокий коэффициент теплопередачи повышает теплопотери ещё на этапе транспортировки теплоносителя к радиаторам. Требуется постмонтажная окраска. Внутренняя поверхность шероховата, что провоцирует накопление отложений внутри системы.
Нержавейка не нуждается в окрашивании и не подвержена коррозийным процессам, что существенно продлевает срок эксплуатации самих труб и отопительного контура в целом.
- Медь.
Максимальная температура рабочей среды — 250⁰C. Рабочее давление – 30 атмосфер и более. Эксплуатационный ресурс – более 100 лет. Высокая устойчивость к замерзанию носителя и коррозии.
Последнее накладывает ограничение на совместное использование меди с другими материалами (алюминием, сталью, нержавейкой); медь совместима только с латунью. Гладкость внутренних стен предотвращает образование налёта и не ухудшает пропускную способность трубопровода, что снижает гидравлическое сопротивление и даёт возможность использования труб меньшего диаметра. Пластичность, лёгкий вес и простая технология соединения (пайка, фитинги). Малая толщина стенок и соединительных фитингов сводит на нет гидравлические потери.
Самый значимый недостаток – крайне высокая стоимость, цена на медные трубы превышает цену на пластиковые аналоги в 5-7 раз. Кроме того мягкость материала делает его уязвимым в отношении находящихся в теплосистеме механических частиц (примесей), которые в результате абразивного трения приводят к износу труб изнутри. Чтобы продлить срок жизни медных труб, систему рекомендуется укомплектовывать специальными фильтрами.
Высокая теплопроводность меди для предотвращения теплопотерь требует обустройства изоляционных рукавов, однако она же делает его незаменимым материалом для систем «тёплых полов».
Полимерные
Могут быть полиэтиленовыми, полипропиленовыми, металлопластиковыми. Каждая модификация обладает собственными техническими характеристиками в зависимости от технологии производства, используемых добавок и специфики строения.
Срок службы – 30 лет. Температура носителя — 95⁰C (кратковременно — 130⁰C); излишний нагрев приводит к деформации труб, сокращая эксплуатационный ресурс. Характеризуются недостаточной устойчивостью к замерзанию теплоносителя, в результате чего разрываются. Гладкость внутреннего покрытия предотвращает образование налёта, улучшая тем самым гидродинамические показатели трубопровода.
Пластичность материала позволяет прокладывать трубы без использования резки, сокращая тем самым количество фитинговых соединений. Пластик не вступает в реакцию с бетоном и не ржавеет, что позволяет скрыть теплопровод в полу и обустраивать «тёплые полы». Особым преимуществом пластиковых труб считается хорошие звукоизоляционные свойства.
Полиэтиленовые трубы под воздействием высоких температур склонны к значительному линейному расширению, что требует обустройства дополнительных компенсационных петель и точек крепления.
Полипропиленовые аналоги должны содержать в структуре «антидиффузный слой», предотвращающий завоздушивание контура.
Уровень давления в контуре предопределяет не только диаметр полимерных труб, но и толщину стенок, которая варьируется в диапазоне от 1,8 до 3 мм. Фитинговые соединения упрощают монтаж контура, но увеличивают гидравлические потери.
Решая, какой диаметр выбрать, следует учитывать специфику маркировки различных труб:
- пластиковые и медные маркируются по внешнему сечению;
- стальные и металлопластиковые – по внутреннему;
- часто сечение обозначается в дюймах, для проведения расчёта их требуется перевести в миллиметры. 1 дюйм = 25,4 мм.
Чтобы определить внутренний диаметр трубы, зная размеры внешнего сечения и толщины стенок, следует от внешнего диаметра отминусовать удвоенное значение толщины стенок.
Какой диаметр труб из полипропилена для отопления выбрать
При проектировании и монтаже системы отопления всегда возникает вопрос, – какой диаметр трубопровода выбрать. Выбор диаметра, а значит и пропускной способности труб, важен, ведь нужно обеспечить скорость теплоносителя в пределах 0,4 – 0,6 метров в секунду, которая рекомендуется специалистами. При этом должно поступать нужное количество энергии (количество теплоносителя) к радиаторам.
Известно, что если скорость меньше 0,2 м/с, то будет застаивание воздушных пробок. Скорость больше 0,7 м/с не стоит делать из соображений энергосбережения, так как сопротивление движению жидкости становится значительным (оно прямо пропорционально квадрату скорости), к тому же это нижний предел возникновения шума в трубопроводах малых диаметров.
Какой тип трубопровода выбрать
Сейчас все чаще выбирают для отопления полипропиленовые трубопроводы, которым хоть и присущи недостатки в виде сложности обеспечения качества стыков, и значительного теплового расширения, но они предельно дешевы и просты в монтаже, а это зачастую решающие факторы.
Какие трубы применять для системы отопления? Полипропиленовые трубы делятся на несколько видов, у которых свои технические характеристики, и предназначены они для разных условий. Для отопления подходят марки РN25 (РN30), которые выдерживают рабочее давление в 2,5 Атм при температуре жидкости до 120 град. С.
Данные о толщине стенок приведены в таблицах.
Для отопления сейчас применяются трубы из полипропилена, которые армированны алюминиевой фольгой или стекловолокном. Армировка предотвращает значительные расширения материала при нагревании.
Многие специалисты отдают предпочтение трубам и с внутренней армировкой стекловолокном. Такой трубопровод в последнее время стал наиболее широко применяться в частных системах отопления.
Вопросы подбора диаметра отопительного трубопровода
Трубы выпускаются стандартных диаметров, из которых и нужно сделать выбор. Наработаны типовые решение по подбору диаметров труб для отопления дома, руководствуясь которыми в 99% случаев можно сделать оптимальный правильный выбор диаметра без выполнения гидравлического расчета.
Стандартные наружные диаметры полипропиленовых труб –16, 20, 25, 32, 40 мм. Соответствующий этим значениям внутренний диаметр труб марки РN25 – 10,6, 13,2, 16,6, 21,2, 26,6 мм соответственно.
Более подробная информация о наружных диаметрах, внутренних диаметрах и толщине стенки полипропиленовых труб приведена в таблице.
Какими диаметрами что подключать
Нам необходимо обеспечить подачу необходимой тепловой мощности, которая будет прямо зависеть от количества поданного теплоносителя, но скорость движения жидкости должна оставаться в заданных пределах 0,3 – 0,7 м/с
Тогда возникает такое соответствие подключений (для полипропиленовых труб указывается наружный диаметр):
- 16 мм — для подключения одного или двух радиаторов;
- 20 мм – для подключения одного радиатора или небольшой группы радиаторов (радиаторы «обычной» мощности в пределах 1 — 2 кВт, максимальная подключаемая мощность – до 7 кВт, количество радиаторов до 5шт.);
- 25 мм – для подключения группы радиаторов (обычно до 8 шт., мощность до 11 кВт) одного крыла (плеча тупиковой схемы разводки);
- 32 мм – для подключения одного этажа или целого дома в зависимости от тепловой мощности (обычно до 12 радиаторов, соответственно, тепловая мощность до 19 кВт);
- 40 мм – для магистрали одного дома, если такая имеется (20 радиаторов – до 30 кВт).
Рассмотрим выбор диаметра труб подробнее, опираясь на заранее рассчитанные табличные соответствия энергии, скорости и диаметра.
Соотношение диаметра труб, скорости жидкости, и тепловой мощности
Обратимся к таблице соответствия скорости к количеству тепловой мощности.
В таблице представлены значения тепловой мощности в Вт, а под ними указано количество теплоносителя кг/мин, при подаче с температурой 80 град С, обратки – 60 град С и температуры в комнате 20 град С.
Подбор труб по мощности
Из таблицы видно, что при скорости 0,4 м/с будет подаваться примерно следующее количество тепла, по трубам из полипропилена следующего наружного диаметра:
- 4,1 кВт — внутренний диаметр около 13,2 мм (наружный диаметр 20мм);
- 6,3 кВт — 16,6 мм (25мм);
- 11,5 кВт — 21,2 мм (32 мм);
- 17 кВт — 26,6 мм (40 мм);
Оптимальный размер, температура и давление
При обустройстве небольшого отопительного контура стандартного типа некоторые рекомендации специалистов позволят обойтись без сложных вычислений:
- Для трубопроводов с естественной циркуляцией носителя рекомендуется использовать трубы с внутренним сечением в 30-40 мм. Увеличение параметров грозит необоснованным расходом теплоносителя, снижению скорости его движения и падением внутриконтурного давления.
- Слишком малый диаметр труб вызовет перегруз внутри магистрали, что может спровоцировать её прорыв в местах соединительных элементов.
- Чтобы обеспечить необходимую скорость движения теплоносителя и нужное давление внутри контура с принудительной циркуляцией, предпочтение отдаётся трубам с сечением не более 30 мм. Чем больше сечение трубы и длиннее магистраль, тем мощнее выбирается циркуляционный насос.
Важно! Обустройство эффективной теплосистемы предполагает использование на разных участках магистрали труб различного сечения.
Уровень рабочего давления контура не должен превышать предел устойчивости:
- встроенного в котёл теплообменника (max — 3 атм или 0,3 Мпа);
- или 0,6 Мпа (при радиаторной схеме).
Оптимальным для теплосистем с циркулярным насосом считается показатель в диапазоне от 1,5 до 2,5 атм. В условиях естественной циркуляции – от 0,7 до 1,5 атм. Превышение норматива неизбежно станет причиной аварии. Чтобы контролировать уровень давления в теплосистемах обустраиваются расширительные баки и манометры.
Автономное отопление позволяет регулировать температуру теплоносителя самостоятельно в зависимости от сезона и индивидуальных потребностей жильцов дома. Оптимальной считается температура в диапазоне от 70 до 80⁰C, в паровых теплосистемах – 120-130⁰C. Наилучшим решением станет использование газовых или электрических котлов, позволяющих контролировать и регулировать нагрев контура, чего не скажешь о твердотопливном оборудовании.
Конструктивные особенности отопительных систем также предопределяют особенности температурного режима:
- максимальный нагрев носителя в одноконтурной разводке — 105⁰C, в двухконтурной — 95⁰C.
- в пластиковых трубопроводах температура носителя ограничивается 95⁰C, в стальных — 130⁰C.
Разница температуры между подачей и обраткой – 20⁰C.
Пример использования: двухтрубная система с циркуляционным насосом, общая мощность 18 кВт.
Разводка выполнена полипропиленовой трубой, условное обозначение — ПП.
Как видим из схемы — вначале из котла выходит полипропиленовая труба, диаметром 40мм, внутренний просвет у нее 25мм, что соответствует металлической ВГП трубе в 1 дюйм (25мм). Далее идет отвод на бойлер (4 кВт) и теплые полы (2 кВт) двух ПП труб, диаметром 16мм. После этого часть теплоносителя отделилась, поэтому нет необходимости в такой толстой трубе. На отопление 1-ого и 2-ого этажей уже пойдет более тонкая труба — 32мм, она пойдет до первого тройника. На тройнике отделяется ветка на 1-ый этаж, диаметром 25мм, и на 2-ой этаж, также диаметром 25мм. К конечным радиаторам уже подходит полипропиленовая труба диаметром 16мм. И на 3-х последних радиаторах также идет заужение подающей трубы до 16мм.
В однотрубной системе, в отличие от двухтрубной по одному трубопроводу подается весь теплоноситель системы. Поэтому в такой системе весь трубопровод (после ответвления трубы на бойлер и теплый пол) будет диаметром 32мм, а к отдельным радиаторам от основного трубопровода будут подходить трубы 16мм.
В статье рассмотрим системы с принудительной циркуляцией. В них движение теплоносителя обеспечивается постоянно работающим циркуляционным насосом. При выборе диаметра труб для отопления исходят из того, что основная их задача — обеспечить доставку требуемого количества тепла к нагревательным приборам — радиаторам или регистрам. Для расчета нужны будут следующие данные:
- Общие теплопотери дома или квартиры.
- Мощность отопительных приборов (радиаторов) в каждой комнате.
- Протяженность трубопровода.
- Способ разводки системы (однотрубная, двухтрубная, с принудительной или естественной циркуляцией).
То есть, перед тем как приступать к расчету диаметров труб, вы предварительно считаете общие потери тепла, определяете мощность котла и рассчитываете мощность радиаторов для каждой комнаты. Нужно будет также определиться со способом разводки. По этим данным составляете схему и затем только приступаете к расчету.
Чтобы определить диаметр труб для отопления вам понадобится схема с расставленными значениями тепловой нагрузки на каждом элементе
На что еще нужно обратить внимание. На то, что маркируются у полипропиленовых и медных труб наружный диаметр, а внутренний вычисляется (отнимаете толщину стенки). У стальных и металлопластиковых при маркировке проставляется внутренний размер. Так что не забывайте эту «мелочь».
Мощность котла и контура
На эффективность работы котла, выполняющего одну из ключевых ролей в теплосистеме, влияет не только диаметр труб, но и:
- вид используемого топлива;
- месторасположение котла (вынос котельного блока за пределы дома требует повышенной мощности, большего сечения и утепления магистрали на участке вне помещения);
- уровень теплоизоляции внешних стен дома;
- использование отопительного контура для горячего водоснабжения.
Выбирая котёл, следует учитывать вышеозначенные факторы и делать запас мощности в 1,5-2 раза.
Методики расчета
Как рассчитать диаметр труб отопления? Существует несколько методик:
- По специальным таблицам. Однако их использование всё равно предполагает проведение предварительных вычислений: мощности теплосистемы, скорости движения теплоносителя, а также теплопотерь по ходу магистрали.
- По тепловой мощности.
- По коэффициенту сопротивления.
Что нужно знать для расчета
Для проведения расчёта потребуются следующие данные:
- Потребность в тепле (тепловая мощность) всего дома и каждого помещения в отдельности;
- Суммарная мощность используемых отопительных приборов (котла и радиаторов).
- Тепловая нагрузка на отдельные участки контура.
- Суммарные теплопотери дома и каждой комнаты по отдельности в максимально холодный зимний период.
- Значение сопротивления. Оно определяется по схеме разводки, длине магистрали, количестве и форме изгибов, соединений, поворотов.
- Общий объём теплоносителя, загружаемый в тепломагистраль.
- Скорость движения потока.
- Мощность циркуляционного насоса (для отопления принудительного типа).
- Давление в магистрали.
Расчёт сечения труб для теплосистем с принудительной циркуляцией воздуха:
Порядок расчета
- Вычисление требуемой тепловой мощности.
- Определение скорости циркуляции носителя в теплосистеме.
- Расчёт сопротивления отопительного контура.
- Вычисление необходимого сечения трубопровода.
- Вычисление оптимального диаметра отопительного коллектора (при необходимости).
Вычисление тепловой мощности системы
Способ 1. Самый простой способ расчёта тепловой мощности базируется на установленном нормативе в 100 ватт на 1м² помещения. Т.е. при площади дома в 180м², мощность отопительного контура составит 18000 ватт или 18 кВт (180×100=18000).
Способ 2. Ниже приведена формула, позволяющая откорректировать данные с учётом запаса мощности на случай сильных морозов:
Однако данные методики характеризуется рядом погрешностей, т.к. не учитывает спектр факторов, влияющих на теплопотери:
- высоту потолков, которая может варьироваться в диапазоне от 2 до 4 и более метров, а значит, объём отапливаемых помещений даже при одинаковой площади не будет постоянным.
- качество утепления фасада дома и процент потерь тепла через внешние стены, двери и окна, пол и крышу;
- теплопроводность стеклопакетов и материалов, из которых построен дом.
- Климатические условия регионов.
Способ 3. Представленный ниже метод учитывает все необходимые факторы.
- Подсчитывается объём дома целиком или каждой комнаты по отдельности по формуле:
- V – Объём обогреваемого помещения.
- h – Высота потолков.
- S – Площадь обогреваемого помещения.
- Рассчитывается суммарная мощность контура:
Часто применяется и следующая формула:
При этом региональный поправочный коэффициент берётся из следующей таблицы:
Поправочный коэффициент теплопотерь (К) напрямую зависит от теплоизоляции здания. Принято пользоваться следующими усреднёнными значениями:
- При минимальной теплоизоляции (типовая деревянная или металлоконструкция из тонкого листа) в расчёт берётся коэффициент в диапазоне от 3 до 4;
- Одинарная кирпичная кладка – 2-2,9;
- Средний уровень утепления (двойная кирпичная кладка) – 1-1,9;
- Высококачественная теплоизоляция фасада – 0,6-0,9.
Скорость воды в трубах
Равномерность распределения тепловой энергии по элементам контура зависит от того, с какой скоростью движется жидкость, и чем меньше диаметр трубопровода, тем быстрее происходит его перемещение. Существуют ограничения скоростных показателей:
- не меньше 0,25 м/сек, иначе в контуре образовываются воздушные пробки, препятствующие движению теплоносителя и провоцирующие потери тепла. При недостаточном напоре воздушные пробки не дойдут до установленных кранов Маевского и воздухоотводчиков, а, значит, они будут бесполезны;
- не более 1,5 м/сек, иначе циркуляция носителя сопровождается шумом.
Эталонный показатель скорости потока — от 0,36 до 0,7 м/сек.
На это следует ориентироваться, выбирая подходящее сечение труб. Посредством установки циркуляционного насоса появляется возможность контролировать циркуляцию теплоносителя в контуре, не увеличивая диаметр трубопровода.
Расчёт сопротивления отопительного контура
При расчёте сечения труб по коэффициенту сопротивления, первым делом определяется давление в трубопроводе:
Затем, подставляя значения диаметров труб, подбирается минимальное значение теплопотерь. Соответственно, тот диаметр, который будет удовлетворять приемлемым условиям сопротивления, и будет искомым.
Расчет отопительного коллектора
Если теплосистема предусматривает обустройство распределительного коллектора, то определение его диаметра основано на подсчёте сечений подключаемых к нему трубопроводов:
Расстояние же между патрубками коллектора должно быть равно их утроенному диаметру.
Метод подбора диаметра отопительных труб
Данный способ определения диаметра основан не на проведении расчетов, а на закономерности, которую можно обнаружить при анализе большого количества теплоснабжающих конструкций. Данное правило вывели монтажники, они им пользуются при создании небольших систем отопления для частных домовладений и квартир.
В основном из нагревательных котлов отходят патрубки подачи воды и обратки, имеющие сечение ¾ и ½ дюйма. Трубой такого размера и делают разводку до места первого разветвления, а затем на каждом расхождении веток закладывают в проект отопления заужение труб на один шаг.
Используя данный метод, определяют диаметр труб для небольших теплоснабжающих систем, если количество радиаторов составляет от 3 до 8, максимум два – три контура по 1 – 2 батареи на каждом. Для подобных систем этот метод является отличным решением.
В случае, когда нужно выбрать трубы для дома в два этажа с более разветвленной системой, придется делать расчеты и пользоваться таблицами.
Вычисления не слишком сложных схем можно выполнить самостоятельно, имея информацию о теплопотерях помещения и производительности радиаторов. Что касается многоэлементных систем, то их проектирование желательно заказать у профессионалов.
Примеры
Разбираемся на примерах.
Расчет для двухтрубного контура
- Двухэтажный дом площадью в 340м².
- Строительный материал – инкерманский камень (природный известняк), характеризуемый низкой теплопроводностью. → Коэффициент утепления дома = 1.
- Толщина стен – 40 см.
- Окна – пластиковые, однокамерные.
- Теплопотери 1 этажа – 20 кВт; второго – 18 кВт.
- Двухтрубный контур с отдельным крылом на каждом этаже.
- Материал труб – полипропилен.
- Температура подачи — 80⁰C.
- Температура на выходе — 60⁰C.
- Дельта температур — 20⁰C.
- Высота потолков – 3 м.
- Регион – Крым (юг).
- Средняя температура пяти самых холодных дней зимы – (-12⁰C).
- 340×3=1020 (м³) – объём помещения;
- 20- (-12)=32 (⁰C) – разница (дельта) температур между помещением и улицей;
- 1020×1×32/860≈38 (кВт) – мощность отопительного контура;
- Определение сечения трубы на первом участке от котла до разветвления. Согласно таблице, приведённой ниже, для передачи тепловой мощности в 38 кВт подходят трубы с сечением в 50, 63 или 75 мм. Первый вариант предпочтительнее, т.к. обеспечивает наибольшую скорость движения носителя.
- Для разводки потока носителя на первый и второй этаж, справочники предписывать трубы с диаметром в 32 мм и 40 мм для мощностей 18 и 20 кВт соответственно.
- На каждом этаже контур делится на две магистрали с равноценной нагрузкой по 10 и 9 кВт соответственно и сечением в 25 мм.
- По мере снижения нагрузки вследствие остывания теплоносителя диаметр труб следует уменьшить до 20 мм (на первом этаже – после второго радиатора, на втором – после третьего).
- Обратная разводка производится в той же последовательности.
Для вычисления по формуле D = √354х(0.86хQ/∆t)/V, берём скорость носителя в 0,6 м/с. Получаем следующие данные √354х(0.86×38/20)/0,6≈31 мм. Это номинальный диаметр трубопровода. Для реализации на практике следует подбирать различные диаметру труб на разных участках трубопровода, которые в среднем сведутся к расчётным данным согласно алгоритму, описанному в пунктах 4-7.
Определение диаметра труб для однотрубной системы с принудительной циркуляцией
Как и в предыдущем случае, расчёт производится по обозначенной схеме. Единственное исключение заключается в действии насосного оборудования, увеличивающего скорость движения носителя и обеспечивающего равномерность его температуры в контуре.
- Значительное снижение мощности (до 8,5 кВт) происходит только на четвёртом радиаторе, где и осуществляется переход на диаметр в 15 мм.
- После пятого радиатора происходит переход на сечение в 12 мм.
Важно! Использование труб из другого материала внесут свои коррективы в расчёт, т.к. каждый материал обладает разным уровнем теплопроводности. Особенно принципиально учитывать потери тепла металлического трубопровода.
Что для этого нужно
Чтобы рассчитать диаметр трубы, как правило, в учет берут следующие факторы:
- Суммарные теплопотери жилища.
- Какой мощностью обладают обогревающие радиаторы отдельно в каждом помещении.
- Общая длинна труб контура.
- Каким образом разведена система.
Для возможности рассчитать диаметр труб необходимо заранее определить общие потери тепла, мощность котельного оборудования и батарей для каждого помещения. Немалое значение имеет также то, какой способ будет выбран для разводки труб. Имея на руках все эти параметры, составляется схема будущего расчета.
Важно также помнить о некоторой специфике маркировки различных труб. Так, на полипропиленовых трубах для отопления частного дома диаметр указывается наружный (то же самое касается изделий из меди). Для вычисления внутреннего параметра отнимают от этого показателя толщину стенок. Стальные и металлопластиковые трубы маркируются внутренним сечением.
Особенности расчета сечения металлических труб
Теплосистемы, выполненные из металлических труб, должны учитывать коэффициент потерь тепла через стенки. Особенно это важно при значительной протяжённости трубопровода, когда теплопотери на каждом погонном метре могут иметь катастрофические последствия для конечных радиаторов.
Металл | Коэффициент теплопроводности, Вт/(м×град) |
Сталь | 45,4 |
Чугун | 62,8 |
Медь | 389,6 |
Латунь | 85,5 |
Посредством закладывания в энергосистему запаса мощности и правильного выбора диаметра труб удаётся не допустить существенных утечек тепла.
Монтаж отопительного стояка
Установка стояков отопления
Перенос стояка отопления или его замена представляет собой сложную по трудоемкости и оформлению процедуру. Лучше всего эти мероприятия осуществлять не в отопительный сезон, когда система не функционирует. Но такое не всегда возможно.
Для замены стояка отопления в квартире потребуется решить два вопроса:
- Оформить разрешение.
- Правильно подобрать комплектующие и схему установки нового вертикального трубопровода.
Только после этого можно поменять стояк отопления. В зимний период этот вопрос необходимо согласовать не только с управляющей компанией, но и жильцами дома, через квартиры которых проходит стояк теплоснабжения.
Нельзя монтировать циркуляционный насос на стояк отопления. Это приведет к изменению давления воды и как следствие – нарушению теплового режима работы теплоснабжения дома.
Как отключить стояк от отопления
Отключение отопительного стояка
Законное отключение стояка отопления в отопительный сезон — это большая проблема при осуществлении ремонта или установке новых труб радиаторов. Сложность заключается в том, что в этом контуре полностью останавливается поток теплоносителя.
Выполнить подобную процедуру необходимо при проведении ремонта и установке новых компонентов системы теплоснабжения. Отключение стояков отопления зимой делается не сразу. Для этого необходимо написать заявление в управляющую компанию, согласовать дату и время. В противном случае возможны следующие проблемы, если перекрыть стояк отопления без этих действий:
- Отсутствие теплоснабжения по всему контуру отопления приведет к снижению температуры в квартирах других жильцов.
- Несоблюдение нормированной степени нагрева воздуха в жилых помещениях полностью ляжет на человека, самовольно отключившего стояк. При подаче исковых заявлений ему придется выплачивать моральную и материальную компенсацию;
- При отключении стояка отопления в отопительный сезон для установки новых компонентов без разрешительной документации возможно временное перекрытие теплоснабжения в квартире представителями управляющей компании.
Как корректно выполняют отключение стояков отопления зимой? Во-первых, необходимо вместе с заявлением указать причину для инициации этого действия. Она может заключаться в замене уже установленных компонентов отопления на новые, но с такими же параметрами. Для перекрытия стояка отопления в связи с модернизацией системы нужно выполнить такие действия:
- Получить от управляющей компании Технические Условия (ТУ). В этом документе указывают технические параметры новых компонентов, а также разводку трубопроводов.
- После выполнения ТУ закупаются все необходимые компоненты, в том числе для замены стояка отопления.
- Согласовывается время отключения теплоснабжения. Установку могут осуществлять как сами жильцы квартиры, так наемные работники. После проверки представителями управляющей компании снова запускается система отопления.
Нередко для новой схемы необходимо перенести стояк отопления. На практике выполнить эту процедуру будет крайне проблематично. В отличие от отключения отопительного стояка в отопительный сезон, помимо разрешения от жильцов и УК потребуется перепланировка теплоснабжения во всех квартирах по этому контуру. Сделать это будет невозможно, так как для этого нужно, чтобы в каждой квартире не только был отключен стояк отопления зимой, но и изменена конфигурация и расположение нагревательных приборов.
Если время перекрытия отопительного стояка невелико – можно договориться с местным сантехником. Он сделает это без лишней волокиты за умеренную плату.
Правила установки нового отопительного стояка
Гильзы для установки труб
До того как отключить отопительный стояк для установки новой конструкции или замены батарей – следует узнать правила и рекомендации по его монтажу. Они подробно описаны в СНиП 3.05.01-85.
Каждый стояк отопления в многоквартирном доме был установлен согласно этим нормам. Поэтому его нужно заменить на аналогичную конструкцию с такими же техническими и эксплуатационными параметрами:
- Внутренний диаметр трубы не должен отличаться от установленной ранее;
- Величина максимально возможного изгиба стояка отопления не может превышать 2 мм на 1 м.п. его длины;
- Для прохождения труб через межэтажные перекрытия необходимо устанавливать специальные гильзы. Они должны находиться на одном уровне с потолком, и быть выше чистового пола на 30 мм.
Так при замене отопительного стояка в квартире нужно соблюдать минимальное расстояние от его наружной поверхности до стены. При невыполнении этого условия возможны дополнительные тепловые потери, так как конструкция чаще всего располагается у наружной стены здания. Это расстояние напрямую зависит от диаметра стояка отопления.
Диаметр стояка, мм | Минимальное расстояние до стены, мм |
32 | 35-55 |
40-50 | 50-60 |
Более 50 | По рабочей документации |
Если происходит частичная замена стояка отопления в одной квартире — окончания трубопровода должны выходить к соседним помещениям, расположенным выше и ниже. В противном случае не будут выполнены условия СНиП 3.05.01-84, что станет причиной непринятия проекта представителями управляющей компании.
При установке изгиба стояка теплоснабжения запрещено делать соединения труб, которые после установки будут находиться в межэтажном перекрытии.
Источник http://teplosten24.ru/diametr-trub-dlya-otopleniya.html
Источник https://delta-instrument.ru/montazh/vybor-diametra-truby-dlya-otopleniya.html
Источник https://uteplitel-minol.ru/truby/podbor-diametra-dlya-otopleniya.html