Диаметр труб для отопления

Как выбрать полипропиленовые трубы для отопления и как их установить

Все большую популярность для систем отопления на строительном рынке приобретают современные полимерные аналоги металлических труб. О том, как выбрать полипропиленовые трубы для отопления и что следует знать об их свойствах и характеристиках, подробно расскажем далее.

Монтаж систем отопления предполагает использование высококачественных и хорошо зарекомендовавших себя в процессе эксплуатации материалов. Несмотря на длительный опыт использования стальных труб, на сегодняшний день все чаще делают выбор в пользу труб для отопления из полипропилена.

Составляя достойную конкуренцию предшественникам, они сочетают в себе доступную цену и полностью удовлетворяют всем необходимым требованиям. Далее расскажем о том, какими бывают трубы из полипропилена, и подробно поговорим об их отличительных свойствах.

Полипропиленовые трубы для отопления: виды, характеристики, свойства

Совсем недавно при монтаже отопительных систем стали использовать трубы из обычного полипропилена, или как их еще называют, трубы ппр. Однако со временем стало понятно, что данный материал не совсем подходит для этих целей. Под воздействием давления и высоких температур, ппр трубы для отопления становились очень подверженными деформации.

И их эксплуатационный срок в итоге оказался гораздо ниже по сравнению с тем, который указывали производители. Отличным решением стала своеобразная модернизация этих труб – применение при их изготовлении технологии армирования. Это позволило исправить имеющиеся недостатки, сохранив все преимущества изделий из полипропилена. Читайте также: «Особенности и характеристики полипропиленовых труб, виды материала».

На сегодняшний день выделяют следующие виды армированных полипропиленовых труб:

  • с алюминием – они сделаны с применением алюминиевой фольги, которая, в зависимости от технологии изготовления может находиться на поверхности трубы или между слоями пропилена (так называемая, сэндвич-технология) и предотвращает трубы от негативных последствий чрезмерного теплового расширения;
  • со стекловолокном – при изготовлении которых достигается монолитность конструкции за счет прочного, литого соединения полипропилена и стекловолокна. Это, в свою очередь, придает трубам особую прочность и не приводит к расслаиванию ни в процессе монтажа, ни при дальнейшей эксплуатации.

Важно учитывать, что полипропиленовые трубы для отопления с армированием из алюминия нуждаются в предварительной тщательной зачистке, во избежание расслоения в местах сварки и при последующем использовании.

Трубы с армированием из стекловолокна лишены такого недостатка, поэтому перед сваркой в зачистке не нуждаются.

Чтобы свести к минимуму приобретение подделки и избежать моментов, связанных с низким качеством труб (например, их сильным расслоением), выбирать изделия следует только у проверенных производителей и надежных поставщиков.

К сожалению, технология армирования полипропиленовых труб не способна полностью предотвратить влияние теплового расширения и вызванную им последующую деформацию. Поэтому, делать выбор в пользу того или иного типа изделия следует, исходя из имеющихся материальных средств и индивидуальных предпочтений.

Также, очень важно знать, что наиболее подходящими для систем отопления станут трубы именно из полипропилена. Дело в том, что трубы из поливинилхлорида (ПВХ) или полиэтилена низкого давления (ПНД) из-за излишней мягкости, более пригодны для организации холодного водоснабжения или, в некоторых случаях, канализации. В этом плане, такие преимущества полипропиленовых труб, как легкость, прочность и надежность, очевидны и служат дополнительным плюсом в пользу их приобретения.

К основным техническим характеристикам полипропиленовых труб для отопления относят:

  1. Устойчивость к давлению. Это свойство полностью зависит от температуры теплоносителя – чем она выше, тем меньшее давление в системе является допустимым. Так, большинство полипропиленовых труб могут выдерживать давление в пределах 4 – 6 атм при температуре теплоносителя в 70ºС.
  2. Устойчивость к высоким температурам. Как правило, полипропиленовые трубы достаточно легко переносят кратковременные колебания температуры теплоносителя до 95ºС. Очевидно, что подобные перепады для отопительных систем жилых помещений являются скорее исключением. Так как температура размягчения полимера составляет 110 – 140ºС, а температура плавления 140 – 170ºС, это еще раз подтверждает целесообразность использования полипропиленовых труб для отопления (прочитайте также: «Характеристики полимерных труб для отопления, особенности соединения и монтажа»).
  3. Устойчивость к появлению коррозии. Отсутствие реакции на постоянный контакт с водой, наличие гладких поверхностей, препятствующих накоплению солей, делают полипропиленовые трубы достойными конкурентами по сравнению с остальными изделиями.
  4. Низкую теплопроводность. В связи с чем на трубах не образуется конденсат, а температура поверхности будет практически такой же, как и температура теплоносителя.
  5. Длительный эксплуатационный период. По заверениям производителей, допустимый срок службы полипропиленовых труб составляет порядка 50 лет, в то время как для стальных труб эта цифра колеблется в пределах 20 – 30 лет. Конечно же, на данное свойство будут оказывать влияние и схема отопительной системы, и рабочее давление, и перепады температуры теплоносителя.

Также на эффективную и надежную работу системы отопления непосредственно влияют как правильно подобранная фурнитура, фитинги, так и размеры самих труб. Далее расскажем о том, какую полипропиленовую трубу для отопления выбрать, исходя из ее основных параметров.

Выбираем полипропиленовую трубу: на что обратить внимание

Первоочередный параметр, на который следует обращать внимание при выборе труб из полипропилена – это диаметр. Все потому, что в каждой системе показатели давления разные, соответственно, и трубы должны быть подходящими для каждого конкретного случая.

Исходя из размеров внутреннего сечения, пп трубы для отопления бывают:

  • до 16 мм– по своим параметрам они оптимальны для теплых полов, а для компенсации недостаточной гибкости изделий можно использовать переходники;
  • 20 –25 мм– превосходно подходят для монтажа отопительных систем частных домов или квартир, при этом следует учитывать, что для простой отопительной системы подойдут трубы сечением 20 мм, в то время как для стояков следует подбирать трубы сечением 25 мм;
  • 25 –32 мм– оптимальны для установки централизованных отопительных систем в многоквартирных домах;
  • от 200 мм– находят свое применение в системах отопления больших магазинов, больниц, школ и других социально значимых объектов с достаточно большой численностью посетителей.

Помимо диаметра труб особое внимание следует обращать на маркировку, указанную производителем. Обычно она имеет вид, когда после символов PN следует числовое обозначение допустимого давления в системе. Читайте также: «Какие бывают виды полипропиленовых труб, материалы производства и сферы использования».

Итак, согласно маркировке, выделяют следующие виды полипропиленовых труб для отопления:

  • PN10 – для них предельно допустимым является давление в 1 МПа при температуре теплоносителя 20ºС для систем горячего водоснабжения, и 45ºС для теплого пола. Из-за достаточно тонких стенок (до 10 мм) их не рекомендуют использовать для отопительных систем жилых помещений;
  • PN16 – для данной разновидности предельно допустимое значение давления составляет 1,6 МПа при температуре теплоносителя в 60ºС. Толщина стенок этих труб, как правило, более 3,4 мм, однако резкие повышения температуры теплоносителя могут значительно снизить их срок эксплуатации. В связи с чем, гораздо надежнее будет установить более прочные трубы для отопительной системы в доме или квартире;
  • PN20 – указывает на возможность использования в системах с давлением в 2 МПа при температуре теплоносителя 80ºС. Если толщина стенок подобных труб будет в пределах 16 –18,5 мм, их можно смело выбирать для организации горячего водоснабжения;
  • PN25 – могут использоваться в системах с предельно допустимым давлением в 2,5 МПа, выпускаются только с армированным слоем и имеют прекрасные характеристики. Следовательно, являются самыми оптимальными для монтажа различного рода отопительных систем.

После того, как вы изучили рейтинг полипропиленовых труб, и удалось определиться с тем, какая полипропиленовая труба для отопления лучше всего подойдет, можно переходить к непосредственной установке и монтажу системы. Далее подробно рассмотрим процесс создания своими руками систем отопления в домах и квартирах.

Отопительная система в квартире: инструкция по ее созданию

Иногда возникают ситуации, когда может потребоваться замена труб отопления в квартире. Несмотря на всю сложность подобных мероприятий, при условии соблюдения правил и следования строгому алгоритму установки, осуществить данную работу самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов, вполне возможно.

Первоначально нужно продумать тип системы, которая в итоге должна быть установлена. От того, будет ли она однотрубной или двухтрубной, зависит не только конечная стоимость, которую определяют количество радиаторов, труб и крепежной фурнитуры, но и качество отопления. Так, при монтаже двухтрубной системы может потребоваться большое количество радиаторов, и если их планируется устанавливать более 8 штук, оптимальными в этом случае будут трубы сечением 32 мм.

Установка однотрубной системы обойдется дешевле, однако при такой конфигурации разводки велика вероятность того, что температура теплоносителя в каждом радиаторе будет ниже, чем в предыдущем. Чтобы минимизировать этот эффект, потребуется установка термостатов, для регуляции мощности каждого из радиаторов.

Независимо от типа выбранной системы крайне важно предусмотреть установку кранов Маевского в верхней части радиатора, для сброса воздуха. Нижние отверстия следует закупорить пробками, предварительно очистив входное отверстие от возможных загрязнений, наплывов краски. Этот пункт распространяется и на новые радиаторы тоже.

Подбирать крепежную фурнитуру (фитинги, хомуты, муфты заглушек, тройников, переходники) следует в соответствии с выбранной схемой отопления.

Предварительно зачистив фольгу армированных алюминием труб из полипропилена, можно приступать к их соединению, воспользовавшись специальным сварочным аппаратом. При этом важно соблюдать необходимый временной интервал, как правило, разный для каждого вида рр труб для отопления. Так, для оплавления труб сечением 25 –32 мм будет достаточно 7 – 8 секунд.

Для достижения эффективной и качественной работы системы необходимо строго придерживаться следующего плана действий:

  1. Согласовать восстановительные мероприятия с соответствующими коммунальными службами, чтобы иметь возможность перекрыть воду и осуществить ее сброс.
  2. По возможности уведомить жильцов, чьи квартиры расположены этажом ниже и выше. Однако если полностью заменить стояк в силу обстоятельств не представляется возможным, можно воспользоваться специальными переходниками с чугунных на пластиковые трубы.
  3. Демонтировать старые коммуникации отопительной системы, соблюдая предельную осторожность и аккуратность. Желательно не пренебрегать техникой безопасности и надеть защитные очки и респиратор. Дело в том, что при длительном использовании чугун становится очень хрупким, и при неосторожном или резком движении его осколки могут попасть в трубу и нарушить движение теплоносителя.
  4. Приступить к монтажу новой системы, установив новые отопительные радиаторы по указанному периметру.
  5. Произвести сборку полипропиленовых труб и подключить к ним радиаторы (подробнее: «Как выполнить подключение радиатора отопления к полипропиленовым трубам – способы, используемые фитинги»).
  6. Выполнить проверку системы на целостность и герметичность. При этом следует обращать внимание на то, что если вновь установленная система является двухтрубной, то при проверке теплоноситель должен двигаться в обратном направлении. А давление в случае проверки должно быть примерно в 1,5 раза выше обычного исходного.

Отопительная система в частном доме: примерный план действий

Монтаж системы отопления в частном доме, по аналогии с предыдущим вариантом, также нуждается в тщательном планировании и предварительной подготовке. Отметим, что в данном случае более предпочтительным является вариант с двухтрубной разводкой. Для начала, следует определиться с типом нагревательного элемента (котла).

Как правило, они бывают:

  • твердотопливными;
  • газовыми;
  • электрическими

Котлы, работающие на твердом топливе достаточно сложны в обслуживании, и подключение к ним отопительной системы лучше доверить профессионалам. Использование газовых котлов актуально при наличии подведенного к дому газопровода. По сравнению с предыдущими вариантами, установленный электрический котел в данном случае является наиболее безопасным.

Немаловажным фактором в ситуации с установкой отопления в частном доме, станет и тип движения теплоносителя в системе.

Общепринятым является деление на циркуляции:

  • естественную (гравитационную);
  • принудительную (насосную).

В первом случае в схеме отопительной системы следует обязательно предусмотреть наличие воздухоотводчика и расширительного бака, чтобы предотвратить резкие перепады давления. При этом, расширительный бак рекомендовано устанавливать в теплом помещении, чтобы исключить замерзание теплоносителя.

Также следует учитывать, что при относительно несложном монтаже, системам с естественной циркуляцией теплоносителя свойственны некоторые недостатки. Так, они достаточно долго включаются в работу, а их общая длина не должна превышать 30 м.

Немаловажным аспектом при установке надежной системы отопления, является правильное размещение так называемого патрубка – вертикального отрезка трубы, который соединен с котлом. Выбирая для него подходящую по размеру полипропиленовую трубу, можно ориентироваться на следующие значения: так, если диаметр подающей трубы равен 32 мм, то для патрубка следует выбирать трубу сечением не менее 40 мм.

После того, как удалось определиться с тем, какие трубы для отопления из полипропилена лучше, можно приступать к следующему этапу: соединение их с радиаторами.

Для этого следует выбрать один из существующих способов:

  • нижний;
  • боковой;
  • диагональный.

Вариант с нижним соединением (такую схему еще называют «ленинградкой») предполагает подключение и подающей и отводящей трубы к нижней части радиатора. Для многоэтажных домов такая система не рекомендована. Зато она может быть эффективной в условиях частного дома, тем более что, при желании, нижнюю разводку можно спрятать в пространстве под полом.

В случае с боковым соединением, подающая и отводящая трубы располагаются на одной стороне радиатора, одна сверху, одна снизу. Данная схема чаще всего встречается в многоквартирных домах и отличается достаточной эффективностью.

Диагональный тип соединения предполагает соединение подающей трубы с верхним патрубком радиатора, а отводящей трубы – с нижним патрубком. Данная схема будет оптимальной на достаточно протяженных контурах, в случае монтажа 10 и более радиаторов. Следует отметить, что потери тепла при такой схеме, как правило, не превышают 2 %.

Подводя итог, можно смело утверждать, что полипропиленовые фитинги и трубы для отопления являются не только доступными по цене, но также качественными и надежными комплектующими. Отличные характеристики по теплопроводности, термостойкости и продолжительной эксплуатации делают их достойными конкурентами стальных труб. А самыми надежными из представленных видов полимерных изделий, станут армированные трубы из полипропилена. Удачных приобретений!

Какой диаметр трубы лучше использовать для отопления частного дома и почему?

Доброго денёчка!

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.

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.

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.

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:

  1. По специальным таблицам. Однако их использование всё равно предполагает проведение предварительных вычислений: мощности теплосистемы, скорости движения теплоносителя, а также теплопотерь по ходу магистрали.
  2. По тепловой мощности.
  3. 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

  1. Вычисление требуемой тепловой мощности.
  2. Определение скорости циркуляции носителя в теплосистеме.
  3. Расчёт сопротивления отопительного контура.
  4. Вычисление необходимого сечения трубопровода.
  5. 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.

  1. Подсчитывается объём дома целиком или каждой комнаты по отдельности по формуле:

V = h×S,

где:

  • V – Объём обогреваемого помещения.
  • h – Высота потолков.
  • S – Площадь обогреваемого помещения.
  1. 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.

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.

Примеры

Разбираемся на примерах.

Расчет для двухтрубного контура

Дано:

  • 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).

Расчёт:

  1. 340×3=1020 (м³) – объём помещения;
  2. 20- (-12)=32 (⁰C) – разница (дельта) температур между помещением и улицей;
  3. 1020×1×32/860≈38 (кВт) – мощность отопительного контура;
  4. 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.
  5. 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.
  6. На каждом этаже контур делится на две магистрали с равноценной нагрузкой по 10 и 9 кВт соответственно и сечением в 25 мм.
  7. По мере снижения нагрузки вследствие остывания теплоносителя диаметр труб следует уменьшить до 20 мм (на первом этаже – после второго радиатора, на втором – после третьего).
  8. 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.

  1. Значительное снижение мощности (до 8,5 кВт) происходит только на четвёртом радиаторе, где и осуществляется переход на диаметр в 15 мм.
  2. 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.

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.

Как подобрать диаметр трубы для отопления

Производимые расчёты позволяют определить сечения трубопровода в удельных (приблизительных) значениях. Помимо сложных формул существуют специальные таблицы, упрощающие определение нужного сечения при знании основных параметров теплосистемы.

С помощью таблицы и значений тепловой мощности, режима температур подачи и обратки, а также разумной скорости теплоносителя (выделен розовым цветом), подбирается нужный диаметр труб.

Получается, произвести расчёт диаметра труб не так уж сложно. Пренебрегать эти вопросом не стоит, потому что правильно подобранное сечение трубопровода позволит создать высокоэффективную и экономичную теплосистему не только в частном доме, но и в квартире многоэтажки с индивидуальным отоплением.

А пока предлагаем посмотреть видео по теме.

Подписывайтесь на рассылку и до скорых встреч!

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:

  • квадратура помещения.

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;

  • теплопотери.

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 м2:

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 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.

Каким диаметром трубы лучше сделать отопление в доме

Эффективность работы отопительной магистрали зависит от мощности котла, радиаторов, параметров арматуры. Подходящий диаметр труб для отопления определяется посредством онлайн-программ или самостоятельных расчетов, а также технических показателей и материала. Зная все нюансы, собственник дома может подобрать качественные и надежные изделия.

Сложности выбора диаметра трубопровода

При выборе труб учитывается внутренний и внешний диаметр, а также материал изготовления

Основная сложность подбора диаметра заключается в особенностях планирования магистрали. Учитываются:

  • наружный показатель (медь и пластик) – поверхность арматуры может отдавать тепловые потоки в помещение;
  • внутренний диаметр (сталь и чугун) – позволяет рассчитать пропускные характеристики отдельного участка;
  • условные параметры – округленное значение в дюймах, нужно для теоретических подсчетов.

Для определения сечения учитывают, что на 1 м2 помещения тратиться 100 Вт энергии.

Зависимость размера от скорости теплоносителя

Выбор показателя диаметра определит пропускную способность магистрали с учетом рекомендованной скорости 0,4-0,6 м/сек. При этом учитывается, что при скорости менее 0,2 м/сек образуются воздушные пробки, а при скорости более 0,7 м/сек есть риск повышения давления теплоносителя.

Для исключения теплопотерь и увеличения скорости теплоносителя устанавливается насос

Насколько равномерно распределяется тепловая энергия по контуру и определяет диаметр патрубков. Чем он меньше, тем быстрее движется вода, но у скоростных показателей есть ограничение:

  • до 0,25 м/сек – в противном случае есть риски появления воздушных пробок и невозможности их удаления спускниками, теплопотерь в комнате;
  • не больше 1,5 м/сек – теплоноситель в процессе циркуляции будет шуметь;
  • 0,36-0,7 м/сек – эталонная величина скорости теплоносителя.

Для контроля интенсивности циркуляции без повышения диаметра патрубков используется циркуляционный насос.

Параметры объема теплоносителя

Для систем с естественной циркуляцией лучше выбрать арматуру с увеличенным диаметром. Это снизит потери тепла в процессе трения воды о внутреннюю поверхность. При использовании данного приема следует учесть, что при увеличении объема воды повышаются затраты энергии на ее нагревание.

Гидравлические потери

Явление возникает, если трубопровод сделан из пластиковых изделий разного диаметра. Причина заключается в разности давлений на местах стыков и увеличению гидравлических потерь.

Формула вычисления диаметра магистрали

Правильное определение диаметра трубы, используемой для магистрали отопления многоквартирного или частного дома, производится на основании таблицы и формулы. При работе с таблицей нужно ориентироваться на зеленые клеточки – в них указана оптимальная скорость давления теплоносителя.

Расчет производится по формуле D= √(354*(0.86*Q/∆t)/V), где:

В системе с естественной циркуляцией диаметр труб выбирают больший

В качестве примера можно рассмотреть двухэтажный дом с четырьмя крыльями (по 2 на этаж), подключенный к двухтрубной системе с суммарными теплопотерями 36 кВт, 20 кВт из которых приходится на обогрев 1-го этажа, 16 кВт – второго. Для коммуникаций использовался полипропилен, они работают в режиме 80/60 при температуре 10 градусов.

Алгоритм подсчета:

  1. Весь объем воды приходится на участок соединения первой ветки с котлом. Это общее количество тепла, равное 38 кВт.
  2. По таблице нужно найти данную строчку и соответствующие зеленые ячейки. При данных параметрах необходимый диаметр – 40 и 50 мм. Выбор делается в пользу меньшего.
  3. По развилке видно количество тепла на первом (20 кВт) и втором (16 кВт) этажах. Сечение трубной арматуры по таблице – 32 мм.
  4. Поскольку на каждом этаже 2 крыла, контур разделен на два ответвления. Для первого этажа 20/2=10 кВт на крыло, для второго – 16/2=8 кВт на крыло.
  5. По таблице определяется диаметр – 25 мм, используемый до момента падения нагрузки до 5 кВт, потом – 20 мм.

Расчеты для обратки не нужны – используются трубы с аналогичными параметрами.

Важные технические характеристики труб

Качественный обогрев помещения невозможен без учета технических характеристик оборудования. Их можно рассмотреть на примере стандартных изделий из полипропилена марки РN 20 и 30.

При теплоносителе со скоростью 0,4 м/сек требуется учитывать тепловую мощность изделий различного диаметра. При наружных параметрах 20 мм вырабатывается 4,1 кВт, при 25 мм – 6,3 кВт, при 32 мм – 11,5 кВт, при 40 мм – 17 кВт.

Порядок расчета коллектора отопления и монтажных гильз

Гильзы на коллектор отопления устанавливают после выбора диаметра труб

Коллектором отопления оснащается квартира или частный дом. Устройство обеспечивает разводку теплоносителя по нескольким веткам. Расчет коллектора производится вместе с сечением труб по наружному или внутреннему размеру на основании принципа «трех диаметров» – трубы на трассе удаляются друг от друга на 6 радиусов каждый. Диаметр коллектора также равен этой величине.

Параметры гильз вычисляются после установления сечения магистрали. Элементы подбираются с учетом материала стены и арматуры, степени расширения при нагревании. Например, диаметр трубы из пластика – 20 мм, гильзы – 24 мм.

Последовательность вычисления сечения отопительных магистралей

Для коммуникаций с циркуляционными насосами понадобится учесть объем теплоносителя в системе, общую протяженность теплотрассы, эталонную скорость потока, теплопередачу отопления, мощность оборудования, величину сопротивления и давление без насоса.

Чтобы выяснить размер изделий, понадобится сделать поправку на снижение КПД – сопротивления поворотов, изгибов и фитингов. Вычисления можно проводить по формуле H = λ(L/D)(V2/2g), где:

  • Н – высота нулевого давления без напора в м;
  • λ – коэффициент сопротивляемости труб;
  • L – длина магистрали;
  • D – внутренний диаметр трубы в мм;
  • V – скорость потока в м/с;
  • g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2.

В процессе исчислений минимальных потерь тепла нужно проверить несколько вариантов диаметров на предмет минимального сопротивления.

Характеристики материалов для изготовления труб

Таблица диаметров пластиковых труб для отопления

Производители выпускают трубопроводы из нескольких типов материалов.

Изделия, для которых используется пластиковый материал – сшитый или обычный полиэтилен. После вычислений можно установить, какой диаметр пропиленовых труб нужен для отопления частного дома в зависимости от типа оборудования:

  • одна или две батареи – 16 мм;
  • радиатор или группа радиаторов с мощностью 1-2 кВт (стандартные), до 5 батарей мощностью до 7 кВт – 20 мм;
  • плечо тупиковой разводки (крыло дома), радиаторы до 8 шт. общей мощностью до 11 кВт – для отопления лучше использовать пропиленовые трубы диаметром 25 мм;
  • один этаж (до 12 радиаторов с общей мощностью до 19 кВт) – 32 мм;
  • магистраль из 20 радиаторов до 30 кВт мощностью – 40 мм.

Толщина стенок полимерных изделий подбирается по параметрам давления в сети и бывает 1,8-3 мм.

Стальные

Отличаются прочностью и хорошей теплоотдачей, но сложны в плане монтажа. Поверхность арматуры из нержавейки не подвергается коррозии, характеризуется гладкостью. Стальная отопительная арматура по ГОСТ 3262-75 классифицируется по наружному диаметру, от которого зависит толщина стенок. Данные указаны в таблице.

Наружный диаметр Толщина стенок
Легкие Стандартные Усиленные
21,3 2,5 2,8 3,2
26,8 2,5 2,8 3,2
33,5 2,8 3,2 4
42,3 2,8 3,2 4
48 3 3,5 4

Стандартные и легкие модификации применяются для организации квартирного или домашнего отопления.

Материал отличается хорошей теплопроводностью, стойкостью к коррозии, способностью к растяжению. При замерзании теплоносителя системы может работать, сохраняя герметичность. Особенности размеров медной арматуры указаны в таблице.

Диаметр, мм Толщина стенки, мм Вес м.п., гр
15 1,5 391
18 2 480
22 2 590
28 2,5 1420
42 3 1700

Чтобы провести отопление, стоит использовать медную арматуру со стенками 1,5-2 мм.

При наличии 5-8 радиаторов в квартире и 2-3 развилок в частном доме можно самостоятельно вычислить диаметр трубы для отопительной магистрали. С этой целью допускается работать с формулами и таблицами. Организация сложной системы с несколькими уровнями предусматривает использование специальных онлайн-программ.

Как проводится расчет диаметра трубы для отопления по упрощенной схеме

В России первые эффективные устройства водяного отопления зданий разработал русский ученый П.Г. Соболевский в 1834–1841 году. Он впервые провел расчет диаметра трубы для отопления.

В наше время для создания наиболее благоприятных условий проживания и труда людей разрабатываются и внедряются самые передовые методы отопления помещений. Одновременно совершенствуются и упрощаются способы расчета диаметров труб.

Как диаметр трубы влияет на эффективность отопительной системы

Расчет диаметра труб поможет избежать излишних потерь тепла и затрат энергии на обогрев помещения. Процесс позволяет определить габариты, которые следует учитывать при планировании дизайна помещений.

Даже если при строительстве жилого дома, производственного здания, строения будут использованы самые современные теплоизоляционные материалы, но будут допущены просчеты в выборе диаметра труб, то поддержание нужной температуры в помещениях станет для застройщика нерентабельным. В некоторых случаях может произойти сбой или выход из строя всей системы.

Для достижения максимально возможной эффективности системы к проектированию нужно подходить комплексно. Подбор каждого звена — котла, труб, радиаторов, циркуляционного насоса — проводится с учетом всех особенностей каждого индивидуального проекта.

Какие данные нужны учитывать для расчета

Расчет будет рассматриваться на примере системы с принудительной циркуляцией, которая обеспечивается за счет работы насоса.

Для расчета необходимы такие данные:

  • дельта температур теплоносителя на входе в систему и на обратке;
  • скорость теплоносителя;
  • мощность отопительной системы;
  • общие теплопотери помещения (дом, квартира);
  • протяженность трубопровода;
  • мощность радиаторов каждой комнаты;
  • способ разводки;
  • материал труб.

Формула определения диаметра трубы

Профессиональный расчет диаметра труб достаточно сложен и доступен только специалистам-теплотехникам. Сейчас накоплен богатейший опыт использования в том или ином случае определенных труб. Результатом стала систематизация данных и занесение их в стандартные таблицы.

Таблица соответствия диаметров самых распространенных видов труб.

Условный проход (Dy) трубы, мм Диаметр резьбы (G), в дюймах Наружный диаметр (Dh), мм
Стальная шовная, водо- и газопроводная Бесшовная стальная Полимерная
10 3/8″ 17 16 16
15 1/2″ 21,3 20 20
20 3/4″ 26,8 26 25
25 1″ 33,5 32 32
32 1 1/4″ 42,3 42 40
40 1 1/2″ 48 45 50
50 2″ 60 57 63
65 2 1/2″ 75,5 76 75
80 3″ 88,5 89 90
90 3 1/2″ 101,3 102 110
100 4″ 114 108 125
125 5″ 140 133 140
150 6″ 165 159 160

Для тех ситуаций, когда нужно самостоятельно рассчитать диаметр трубы для отопления, существует упрощенная формула расчета:

D = √ ((314 × Q) / (V × ∆t))

Где:

  • D — искомый диаметр трубопровода, мм;
  • ∆t — дельта температур (разница на входе и обратке), С°;
  • Q — нужная тепловая мощность, кВт. Определенное (формула ниже) количество тепла, необходимое для обогрева помещения;
  • V — скорость теплоносителя, м/с. Выбирается из определенного диапазона.

Расчет дельты температур

На подаче стандартная температура воды не должна быть менее 90°С, а на выходе теплоноситель остывает до 65–70°С. В итоге значение ∆t — 20–25°С.

Порог скорости теплоносителя:

  1. Минимальный уровень составляет 0,2–0,25 м/сек. При меньшей скорости начинает происходить выделение воздуха из теплоносителя. Это приводит к образованию воздушных пробок. Следствием становится частичная либо полная потеря работоспособности системы отопления.
  2. Верхний уровень может достигать 0,6–1,5 м/сек. По мере приближения его к максимальному показателю увеличиваются гидравлические шумы.

Расчет минимально необходимой тепловой мощности

Чтобы определить минимально необходимую мощность отопительной системы, можно использовать такую упрощенную формулу:

Qt = V × ∆t × K : 860

Символы обозначают:

  • Qt — нужную тепловую мощность, в кВт/час;
  • V — объем обогреваемого помещения, в м²;
  • ∆t — разницу температур снаружи и внутри помещения, °С;
  • К — коэффициент теплопотерь строения;
  • 860 — перевод в кВт/час.

Упрощенные значения коэффициента теплопотерь для различных видов построек

Расчет теплопотерь дома – важнейший фактор для эффективного проектирования отопительной системы. Он поможет спрогнозировать смету на монтаж и расходы на отопление в планируемом строении.

Теплопотери любого помещения зависят от трех базовых параметров:

  1. Объем помещения – нужно узнать количество воздуха, который необходимо нагреть.
  2. Разница температур внутри и снаружи: чем больше этот параметр, тем быстрее происходит теплообмен и скорее охлаждается помещение.
  3. Теплопроводность ограждающих конструкций — способность стен, окон, крыши удерживать тепло.

В данном случае можно воспользоваться такими значениями коэффициента (К) для различных видов построек:

  1. 3–4 — постройка, не имеющая дополнительной утепляющей защиты (упрощенная конструкция из дерева или металлических листов).
  2. 2–2,9 — невысокая степень теплоизоляции (строения с кладкой в один кирпич, не утепленный сруб).
  3. 1–1,9 — средний уровень (конструкция здания классическая: двойная кладка кирпича, сруб с одинарным утеплением, небольшое количество окон, стандартная кровля).
  4. 0,6–0,9 — высокая степень (конструкция строения улучшенная, кирпичные стены имеют двойную теплоизоляцию, небольшое количество окон, имеющих двойные рамы, основание пола и крыша утеплены).

Иногда существует вероятность заужения диаметра против расчетной или табличной величины. Это крайне нежелательно. Когда выполняется разводка по дому, рекомендуется использовать одинаковый типоразмер труб. Увеличение или уменьшение диаметра может вызвать сбой работы всей системы отопления.

В этом видео специалист дает практические советы по проведению расчета диаметра труб.

Цены на разные виды труб для отопления

трубы для отопления

Трубы для частного и многоквартирного дома

Существуют различные отопительные системы, и в каждом конкретном случае трубы должны соответствовать индивидуальным особенностям проектируемого строения.

Индивидуальное строительство

В России и странах СНГ используются три вида отопительных систем, каждая из которых имеет свои особенности.

Ленинградка

С ее помощью можно отлично организовать отопление любого дома, существенно сэкономить на покупке материалов и снизить затраты на монтажные работы. Эта схема позволяет регулировать температурный режим в каждой отдельной комнате, создавая оптимальные условия проживания.

В системе отопления «Ленинградка» используются следующие диаметры труб:

  1. Магистральная: 20–25 мм (одноэтажный дом) и 30–40 мм (двухэтажный и выше).
  2. Для подключения радиатора: 13–16 мм.

Чтобы регулировать подачу тепла на каждый радиатор, можно установить вентиль на трубе подключения.

Петля Тихельмана

Для этой системы свойственны следующие положительные особенности: стабильность в процессе эксплуатации и равномерный прогрев всех радиаторов. Эту схему подключения отопительных приборов называют еще попутной. Подача теплоносителя заканчивается на последнем радиаторе. Обратка начинается сразу от первой батареи. Петля Тихельмана может использоваться с одинаковой эффективностью на больших и малых площадях.

Тупиковая

В этой системе ближний к котлу радиатор прогревается сильнее, а последний получает теплоносителя меньше других. Для тупиковой схемы количество радиаторов в каждом плече ограничено. Трубы используются такие же, как в Ленинградке.

Система отопления многоквартирного дома

В настоящее время для многоквартирного дома обычно используется система центрального отопления. Вода поступает в нее от ТЭЦ (или других поставщиков). Проектируется система таким образом, чтобы обеспечить одинаковое давление теплоносителя в магистральных трубах на всех этажах дома .

Диаметры труб отопления в многоквартирном доме:

  1. На входе, в подвале — 100 мм.
  2. Лежаки, распределяющие теплоноситель по подъездам — 50–76 мм. Параметр зависит от размеров здания, и от того, на какое расстояние транспортируется теплоноситель и сколько отводов будет у трубопровода.
  3. Диаметр стояков — 20 мм.

Обратка выполняется по возрастающей — 20–50–76–100 мм. Используются различные водяные контуры: однотрубные и двухтрубные.

Согласно СНИПам и ГОСТам, система отопления многоквартирного дома должна обеспечивать нагревание воздуха в зимний период внутри всех жилых помещений до 20-22 градусов Цельсия.

Расчет отопительного коллектора

Чтобы обеспечить равновесие и устойчивую работу отопительной системы, все ее элементы должны соответствовать друг к другу по своей пропускной способности. Последняя зависит от правильно подобранного сечения труб.

На этом принципе основан расчет коллектора. Он должен иметь величину поперечного сечения, равную или допустимо большую суммы площадей сечений всех отводящих веток. Размер сечения сборной гребенки должен быть не меньше суммы площадей подводящих трубопроводов.

Это условие описывается данной формулой:

S = S, + S,, + S,,, + … + Sn

Где:

  • S — площадь сечения коллектора или гребенки;
  • S, … — Sn — площади сечений исходящих или входящих веток.

Формула расчета площади сечения

За основу берется формула вычисления площади круга, а в данном случае — сечения коллектора (гребенки). Сумма площадей сечений отходящих труб и дает нужный результат — величину отопительного коллектора.

Sколл = π × Dколл²/4, тогда формула расчета принимает вид:

π × Dколл²/4 = π × d,²/4 + π × d,,²/4 + π × d,,,²/4 + …+ π × dn²/4,

где:

  • Dколл — диаметр коллектора;
  • π — число Пи;
  • d, — dn – внутренние диаметры отводящих веток.

Чтобы упростить формулу, надо сократить число пи и взять все под корень квадратный:

Dколл = 2 × √ (d,²/4 + d,,²/4 + d,,,²/4 +…+dn²/4).

По этой формуле можно рассчитать коллектор любой сложности и конфигурации. В случае, если все отходящие ветки отопления имеют одинаковый диаметр, формула принимает следующий вид:

Dколл = 2 × √ (dобщ²/4 × N),

где:

  • N — количество отводящих от гребенки труб;
  • dобщ – диаметр каждой отводящей трубы.

Если при расчете получается дробное число, его следует округлять в большую сторону. Это нужно для того, чтобы не произошло заужение сечения коллектора и снижение мощности системы.

Дополнительные требования к конструкции коллектора

При расчете всех параметров коллектора должны выполняться два условия: расстояние между входной и выходной группами веток равно шести диаметрам, а отводы отопительных контуров удалены друг от друга на три размера.

Схема подключения коллектора в систему отопления коттеджа.

Монтажные гильзы

Монтаж отопительной системы невозможен без использования монтажных гильз. При прокладке трубопровода сквозь стены и перекрытия стенки изделий вступают в контакт с агрессивной средой.

В силу физических законов, трубы при эксплуатации будут подвергаться периодическому сужению и расширению. Это приведет к механическому воздействию на поверхность с гарантией более быстрого износа в местах контакта. Чтобы этого избежать, в строительных нормах СНИП предусмотрено снабжение трубопроводов дополнительными конструктивными деталями, которые называются гильзами.

Гильзы призваны:

  • предотвращать протекание жидкостей со смежных помещений или улицы;
  • не допускать прохода ненужных газообразных веществ;
  • сохранять звукоизоляцию;
  • обеспечивать целостность строения при демонтаже или замене трубопровода;
  • предупреждать проникновение нежелательных насекомых в помещения.

Трубопровод может проходить через любое здание в двух плоскостях: вертикальной (полы, перекрытия, потолки) и горизонтальной (внутренние и внешние стены, перекрытия).

Гильза состоит из:

  1. Чехла (стандартный или нарезается из стальных или полимерных труб).
  2. Набивки (заполнение полости между трубопроводом и чехлом), в качестве которой может выступать мягкий негорючий материал. Возможно использование специальных цементных или глиняных смесей.

Размер гильзы в сборе определяется внешним диаметром трубопровода и толщиной стены или перекрытия: размер чехла и длина изделия должны быть на 10–20 мм больше.

Данное видео кратко познакомит с монтажом системы отопления в квартире.

Общие сведения о трубах отопления

Все трубы для систем отопления условно могут быть поделены на два вида: металлические и полимерные.

Металлические:

  • медные;
  • металлопластиковые;
  • бронзовые;
  • металлические гофрированные;
  • стальные.

Медные трубы превосходят все остальные по таким параметрам: долгий срок службы, гладкость, повышающая скорость передвижения теплоносителя, устойчивость к ультрафиолету.

Полимерные:

  • поливинилхлорид (ПВХ);
  • полиэтилентерефталат ( ПЭТ);
  • металлопластик;
  • полиуретан;
  • пропилен;
  • полипропилен.

Диаметр сечения, в котором предлагаются пропилен и полипропилен трубы, может быть в пределах 16-110 мм. К достоинствам этого материала можно отнести: сравнительно небольшой вес, легкость обработки и проведения монтажных работ, невысокую цену. Дровяные печи длительного горения для отопления дома вы найдете ответ по ссылке.

Видео

Посмотрите видео, в котором показано, какие трубы выбирать для системы отопления.