Знакомство с техническим термином «диаметр трубы» начинается с планирования домашней отопительной системы. Обычно с выбором вида трубопровода проблем не возникает, а вот с вычислением нужного диаметра начинаются затруднения. Приходится обращаться за разъяснениями и консультациями к опытным инженерам – сантехникам или к специалистам, практикующим монтаж автономного отопления.
Однако не всегда удается получить точный однозначный ответ — какой диаметр трубы лучше использовать для отопления частного дома. В кратком обзоре статьи содержится необходимая информация о том, как для эффективной работы домашнего отопления самостоятельно рассчитать диаметр труб.
Тепловая способность автономной отопительной сети зависит не только от бренда торговой марки котла и длины радиаторных батарей, но и от вида материала трубопроводной арматуры.
Трубы для индивидуального отопления следует выбирать по следующим критериям:
По этим основным правилам выбирают вид отопительной трубы для каждого конкретной частного дома или квартиры.
Эффективная работа автономного отопления во многом зависит от правильного выбора поперечного сечения линии отопления. От этого показателя зависит . Эта характеристика показывает — какое количество горячей воды при постоянной скорости теплоносителя пройдет за одну единицу времени. В контурах отопления при постоянном расходе жидкости и снижении диаметра магистрали в коммуникациях происходит увеличение скорости движения жидкости. Примером может служить домашняя отопительная сеть с котлом, оборудованным насосом с принудительной циркуляцией подогретой воды. В этом случае происходит увеличение скорости потока теплоносителя на участках линии с небольшим диаметром. На участках системы с трубами большего поперечного снижения скорость замедляется.
Качественный обогрев помещений автономной системой отопления достигается при скорости теплоносителя от 0.3 до 0.7 м/сек.
При снижении показателя ниже 0,25 м/сек появляется риск образования в системе воздушных пробок, показатель скорости выше нормативного приводит к появлению шума в системе.
Большое влияние на скорость движения теплоносителя,а также на снижение напора оказывает шероховатость внутренней полости труб. Для примера можно сравнить показатели двух видов материалов:шероховатость новой стальной трубы диаметром 50 мм составляет 0,1 мм, а полимерных изделий такого же диаметра – 0,005 мм.Скорость передвижения жидкости по новым стальным трубам ф*50 мм равна 0,7 м/сек, для полимерных труб этот показатель составляет 22 м/сек.
Современные автономные системы отопления монтируются из металлических или пластиковых труб. Термин «металл» объединяет несколько видов: сталь, нержавейку или медь. Категория пластиковых труб более обширна, они изготавливаются из , металлопластика, .
Таблица 1. Сравнительные эксплуатационные характеристики основных видов отопительных труб.
Несколько десятилетий назад металлическими трубопроводами были оборудованы практически все системы обогрева многоэтажных и частных домов. Для изготовления использовались следующие виды материалов:
После монтажа стальные трубы из черного металла требуют обязательной окраски.
В металлических трубопроводах не используют разные металлы, так как из – за разности электрических потенциалов возникает гальваническое напряжение дающее старт началу коррозии.
В настоящее время отопительные трубы из полимеров находятся вне конкуренции. Ими заменяют устаревшие стальные трубопроводы и применяют для прокладки новых тепловых сетей многоэтажных зданий, частных домов и квартир.
В отопительных системах применяют разные модификации полимерных изделий:
Таблица 2. Основные различия полимерных отопительных труб.
| Технические показатели полимерных труб | Трубы из сшитого полиэтилена | Полипропиленовые трубы | Металлопластик |
| Стоимость 1пог. метра и соединительных фитингов | Средняя стоимость | Самая низкая стоимость | Самый дорогой вариант |
| Удобство монтажа | Монтаж специальными гильзами и фитингами | Монтаж специальным сварочным оборудованием | Муфтовые соединения или неразборные пресс-фитинги |
| Виды типоразмеров | От 12 до 25 мм | Большой выбор типоразмеров | Диаметры до 50 мм |
| Степень линейного удлинения | При максимальной температуре носителя 1 метр трубы удлиняется на 2 мм | Высокий коэффициент линейного удлинения.
Исключение составляют армированные трубы – 0,26 -0,3мм/м |
Не более о,25 мм/м |
| Термическая устойчивость | От 50 до 100 град. | До 120 град. | 95 град. |
| Гибкость | В разогретом состоянии трубы хорошо гнутся | Гибкость минимальная. Для поворотов и изгибов линии требуются угловые фитинги и отводы | Хорошая гибкость |
| Нормативный срок службы | До 50лет | Не менее 25 лет | От 15 до 25 лет |
| Устойчивость при замораживании системы | Многократные цикли размораживания | До 3-х циклов |
В частном доме подключение отопительных элементов производится трубами различного диаметра. В качестве примера можно рассмотреть изделия из пропилена, как наиболее популярного материала создания домашней отопительной системы.
Чтобы узнать, какой диаметр полипропиленовых труб нужен для отопления частного дома нужно учитывать рекомендации:
Средняя температура носителя в автономной системе отопления составляет от 30 до 90 градусов. При колебании наружной температуры, регулировку подогрева воды производят с учетом создания комфортных условий в помещении.
Современные источники генерации тепловой энергии оборудуются температурными терморегуляторами – программаторами, автоматически поддерживающими заданную температуру в доме или квартире.
В частных домах или квартирах обогрев внутренних помещений производится газовыми или электрическими котлами. Расчет необходимой тепловой мощности выполняют в зависимости от размера обогреваемой площади. Считается, что на качественный обогрев 1 м2 потребуется 0,1м кВт тепловой энергии. В зависимости от климатических особенностей, щадящего режима работы этот показатель увеличивается до 1,3 кВт /м2.
Факторы, влияющие на мощность обогревательного котла:
Циркуляция воды в системе обеспечивается насосом, предназначенным для оптимизации скорости горячей воды и ее обрата. Попутно решается проблема воздушных пробок, выдавливаемых постоянным потоком теплоносителя.
Труба из полипропилена для отопления.
Одним из основных моментов при проектировании системы теплоснабжения является определение диаметра труб для отопления. От правильности расчета во многом зависит эффективность работы обогревательных элементов. Если сечение магистралей меньше оптимального, в доме будет прохладно. Слишком большой диаметр увеличивает расход энергоносителя, снижая экономичность использования отопительного оборудования.
При составлении схемы теплоснабжения инженеры ставят перед собой две основные задачи:
Неудачно спроектированные контуры отопления приводят к перерасходу топлива. В доме при этом далеко не всегда удается достичь комфортной температуры.
Выбор труб зависит не только от их физических и химических параметров. Очень важную роль играет и диаметр магистралей. Он напрямую влияет на гидродинамику системы, от которой и зависит уровень обеспечения теплом. Бытующее мнение о том, что большой диаметр трубы наиболее оптимален, ошибочно. Довольно часто из-за этого давление в системе падает, и радиаторы попросту не могут обогреть помещение.
В частных домах сечение рассчитывают на основании вида подачи теплоносителя. При подключении к централизованным магистралям теплоснабжения за основу берут те же принципы, что и при проектировании квартиры. Для организации автономного теплоснабжения принимают во внимание схему подачи и вид труб. Существуют различия в принудительной и гравитационной системе циркуляции теплоносителя.
Перед тем как решить, какой диаметр трубы выбрать для отопления, необходимо обратить внимание на материал изготовления. Ведь маркировки стальных и чугунных труб обозначают внутренний диаметр, а из меди и пластика - наружный. Незначительный нюанс играет очень большую роль при выполнении расчетов.
Основные характеристики магистралей, которые учитывают при планировании:
Армирующий алюминиевый слой
Определить сечение трубы для конкретного помещения не так уж сложно. Предварительно его можно рассчитать, взяв за основу тепловую нагрузку. Показатель статичен и общепринят на уровне 100 Вт на квадратный метр площади. Из этого следует, что для обогрева комнаты в 24 квадратных метра необходимо 2,4 кВт энергии. Подачу нужного количество теплоносителя сможет обеспечить труба диаметром ½ дюйма.
Результаты подбирают из специально составленных таблиц:
Важно! Теплотехнический расчет системы с разнородными трубами и радиаторами очень сложен. В этом случае самостоятельно решать задачу не стоит. Лучше доверить проектирование специалистам.
При организации автономного теплообеспечения владелец дома вправе самостоятельно решать вопросы, связанные с температурой теплоносителя. Конкретных требований в этом плане не существует. Температуру определяют в зависимости от теплоизоляции здания и внешних погодных условий. Имеет значение и диаметр труб для системы отопления, установленной в доме.
Диаметр трубы для отопления - вопросы грамотного расчета
При проектировании и строительстве систем отопления крайне важно не допускать ошибок. Еще на этапе разработки проекта должен быть определен диаметр труб отопления и их вид.
Выбор этих важных параметров осуществляется с учетом целесообразности их дальнейшей эксплуатации.
Различные диаметры труб отопления
При проектировании схем отопления (например, из полипропиленовых труб), крайне важно стараться избежать возможных потерь тепла, то есть уменьшить требуемые расходы энергии. Неправильно спланированные системы (как правильно разработать схему двухтрубной системы отопления Вы можете узнать. прочитав материал по этой теме) работают неэффективно. В результате, несмотря на большое потребление энергии в комнатах будет холодно и неуютно.
Трубы для монтажа системы выбирают не только с учетом физических и химических свойств материала, из которого они изготовлены. Длина и диаметр труб играют не последнюю роль в создании экономичной и эффективной системы.
Дело в том, что сечение труб оказывается влияние на гидродинамику в целом, поэтому от правильности выбора зависит, насколько тепло будет в доме.
Несведущие люди часто допускают распространенную ошибку, подбирая трубы для отопления – диаметр, считают они, должен быть максимально большим, чтобы циркуляции воды проходила свободно.
На самом деле, чрезмерное увеличение сечения труб приведет к тому, что давление в системе снизится ниже нормы, и радиаторы греть не будут.
Если необходимо подобрать диаметр труб для отопления частного дома, то, прежде всего, следует узнать, какой вид подачи теплоносителя будет использован. Если дом планируется подключить к общегородской тепловой магистрали, то все расчеты проводятся точно так же, как при оборудовании квартир.
При обустройстве систем автономного отопления, размер будет зависеть от выбранной схемы и вида труб. К примеру, размер труб для отопления для системы с естественной циркуляцией жидкости будет отличаться от аналогичного параметра при установке в схему циркуляционного насоса.
Полипропиленовые трубы отопления
Подбирая диаметры труб для отопления, следует учесть, что для труб, выполненных из разных материалов, применяются различные системы измерений. К примеру, практически все трубы из стали и чугуна маркируются по внутреннему сечению.
А вот трубы из пластика и меди – по наружному диаметру. Эту особенность следует учитывать, если планируется собирать систему из комбинации материалов.
При создании систем отопления, собираемых из различных материалов, для того чтобы безошибочно подобрать трубы по диаметру, следует воспользоваться таблицей соответствия диаметров, которую можно скачать в сети.
Подключение трубы к радиатору
Чтобы не запутаться в расчетах, следует помнить, что один дюйм равен 25,4 мм.
При решении задачи, какой диаметр труб для отопления необходим в данном помещении, нужно при расчете диаметра труб для отопления учитывать такой параметр, как тепловая нагрузка. Принято считать, что для поддержания в комнате комфортных условий достаточно 100 Вт тепловой мощности на каждый квадратный метр помещения (при условии, что в комнате потолки стандартной высоты – 2,5 метра).
То есть, к примеру, для отопления комнаты площадью 25 квадратных метра требуется 2,5 кВт тепловой энергии (25 * 100 = 2500 Вт =2,5 кВт)
Как видно из данных, помещенных в таблице, для нашего примера с комнатой площадью 25 квадратных метра подойдут трубы, имеющие диаметр 1/2 дюйма.
Каковы должны быть давление и температура теплоносителя?
Пример смонтированных тру и радиатора
Имея автономное отопление, хозяин дома сам выбирает такой параметр, как температура воды в трубах отопления. Нужно заметить, что точно установленной нормы данного параметра не существует, так как она зависит не только от внешних условий и желаний хозяина, но и от коэффициента теплопередачи установленных радиаторов отопления.
Самым низким коэффициентом теплопередачи обладают радиаторы из чугуна.
Средний показатель теплопередачи у биметаллических моделей и самый высокий – у алюминиевых радиаторов.
Как правило, расчет количества радиаторов и их секций осуществляется с учетом такой величины, как их паспортная тепловая мощность. Этот параметр задается из расчета, что температура отопления воды в трубах будет равно 75 градусам.
То есть, если рассудить логически, то данная температура и является оптимальной. Однако при изменении внешней температуры в ту или другую сторону, температуру нагрева теплоносителя целесообразно регулировать. Это поможет поддерживать в доме комфортный микроклимат и экономить энергию.
Несмотря на то, что трубы из полипропилена способны выдерживать температуру до 110 градусов, не рекомендуется, чтобы температура труб отопления превышала отметку в 95 градусов.
Для увеличения температуры воздуха в помещениях, целесообразнее увеличивать рабочую площадь радиаторов, а не нагревать теплоноситель выше указанной температуры.
Монтаж труб отопления
Для того чтобы система отопления функционировала нормально, владелец дома обязан знать, какое давление должно быть в трубах отопления. Для автономной системы нормальным показателем является 1,5-2 атмосферы. Если показатель давления достигает 3 атмосфер, то это уже критическая ситуация, грозящая разгерметизацией или выходом из строя оборудования.
Для того чтобы можно было всегда проверить, какое давление в трубах отопления, в схему обязательно включают манометры. А чтобы не допустить чрезмерного напора используют расширительные баки.
Таким образом, при проектировании и монтаже систем отопления не бывает мелочей. Любая ошибка может привести к снижению эффективности работы. Поэтому создание проектов, желательно, поручать профессионалам, способным провести гидравлические и тепловые расчеты.
Диаметр трубы для отопления частного дома: как рассчитать оптимальные параметры отопительной системы, чтобы температура воды и давление были достаточными для обогрева помещения, советы по подбору материала комуникаций
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?
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:
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.
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:
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:
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.
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
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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:
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.
Диаметр труб отопления: как правильно выбрать и рассчитать
Задолго до монтажа системы отопления нужно выбрать ее тип, а затем подобрать диаметр труб для отопления частного дома и нарисовать схему, чтобы приобрести материалы. Иногда в подборе диаметров труб оказывают помощь опытные мастера – монтажники, которые могут без всяких формул на глазок определить, где какой трубопровод проложить. Но по-настоящему грамотных специалистов не так уж много, а идти по пути сотрудничества с проектной организацией хоть и правильно, но бывает весьма дорого. Расчет сечения труб вы можете сделать самостоятельно, если потратите некоторое время и внимательно прочитаете данную статью.
Чтобы рассчитать диаметр труб, надо знать тепловую мощность, необходимую для обогрева каждого помещения. Наверняка она уже была определена во время подбора котельной установки, но если же нет, то ориентировочно количество теплоты можно посчитать по объему комнаты. Делается это просто: на каждый кубометр помещения надо положить 40 Вт теплоты, тогда расход тепла будет равен объему, помноженному на 40, результат получите в Ваттах.
Двухтрубные системы в частном доме предпочтительнее и являются более популярными, хотя и однотрубные схемы имеют право на существование. Следует отметить, что законы движения жидкости одинаковы как в однотрубной системе, так и в двухтрубной, поэтому для нахождения диаметров магистралей этот вопрос не слишком важен. Гораздо больший интерес представляет способ перемещения теплоносителя, коих тоже два:
Различие между этими двумя способами заключается в том, что в первом случае жидкость проходит по трубам медленно, а во втором, под действием насоса, – гораздо быстрее. Скорость движения теплоносителя – один из важнейших параметров, участвующих в расчете, от нее зависит пропускная способность магистрали. Диапазон рекомендуемых скоростей лежит в пределах от 0.3 до 0.7 м/с. Когда планируется система отопления с принудительной циркуляцией, то это значение можно принять равным 0.7 м/с, а при самотечной – 0.3 м/с.
При скорости воды ниже указанного предела в ней станут появляться пузырьки воздуха, а размер трубы получится слишком большим и неоправданным экономически. Если же скорость будет высокой, то появится шум в трубопроводах и резко возрастет гидравлическое сопротивление всей сети, стандартный циркуляционный насос может с ним не справиться.
Начинать расчет диаметра трубы для отопления надо с прорисовки схемы. Надо начертить план каждого этажа здания и отразить на нем все ветви системы. Это все делается в виде эскиза, от руки, а чтобы вам было лучше понятно, лист бумаги возьмите побольше. Когда схема готова, представьте себе абстрактную картинку, где горячая вода из котла растекается по трубопроводам и несет с собой тепло в каждое помещение. Так вот, наши трубы должны пропустить достаточное количество этой воды, чтобы тепла хватило на каждую комнату.
Цель расчета – выяснить расход теплоносителя и пропускную способность магистралей, сопоставив ее со стандартными диаметрами труб.
G = 0.86 Q / Δt , где:
Мы определили массу жидкости, протекающей в нашу комнату, а чтобы выбрать нужный диаметр труб, нужно знать ее объем. Так как вода - горячая с максимальной температурой 80 ºС, то и плотность ее меньше, значит, надо посчитать объемный расход (л/ч), разделив массу на плотность:
Для справки. Плотность воды при температуре 80 ºС составляет 971.6 кг/м3.
Зная объем протекающего теплоносителя, можем вычислить площадь поперечного сечения:
А = V / (3600ϑ)
В этой формуле:
D = √ 4А / π
Пример. В дальнюю комнату надо подать 3000 Вт теплоты, циркуляция теплоносителя - естественная. Массовый расход получится 0.86 х 3000 / 20 = 129 кг/ч, объемный – 129 / 971.6 = 0.13 м3/ч. Площадь сечения трубы будет: 0.13 / (3600 х 0.3) = 0.00012 м2, а ее диаметр — √4 х 0.00012 / 3.14 = 0.012 м или 12 мм.
Полученную цифру ставим на схеме около дальнего помещения и переходим к следующему, что ближе к котлу. В нем производим такие же вычисления, только надо учесть тот факт, что тепло для обеих комнат поставляется по одной трубе. Поэтому вначале надо сложить тепловую мощность на обогрев этих двух помещений, а результат подставлять в первую формулу вычисления массового расхода теплоносителя. По окончании переходим еще ближе к котлу, складывая теплоту для 3 комнат и так далее.
Если изложенный способ кому-то покажется громоздким, то выбор диаметра труб для отопления производится с помощью готовых таблиц. Однако зачастую представленная в них информация неполная либо дана в такой форме, что обычному домовладельцу трудно разобраться в цифрах. Вот одна из таких таблиц:
Как видите, расчетные диаметры здесь представлены с определенным промежутком, хотя стандартный ряд внутренних размеров идет в таком порядке: ДУ 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50 и так далее. Кстати, хорошо заметно, насколько трубы для отопления с естественной циркуляцией получаются большего диаметра, чем когда в системе стоит циркуляционный насос. Чтобы в этом убедиться, достаточно сравнить пропускную способность любого размера труб при скорости теплоносителя 0.3 и 0.7 м/с.
Получив результаты, подбираем трубу по размеру из стандартного ряда, принимая ближайший больший диаметр. Надо учесть, что в обозначении стальных водогазопроводных труб указан внутренний размер изделия, а в электросварных – наружный. Такую же маркировку имеют металлопластиковые, полиэтиленовые и полипропиленовые трубы, поэтому для определения внутреннего диаметра надо от наружного габарита отнять 2 толщины стенок.
Производить расчеты вручную бывает не всегда удобно, процесс отнимает много времени. Для упрощения работы 4 простых формулы, изложенные выше, рекомендуется ввести в Exel и выполнять вычисления с помощью этой программы. Тогда вы будете уверены в полученных результатах и будете точно знать, какие для отопления следует использовать трубы.
Выбор диаметра трубы для отопления дома – серьёзная ответственная задача, и подходить к ней нужно не спеша; основательно всё взвесив и просчитав. В данной статье мы будем рассматривать системы с так называемой «принудительной циркуляцией». В такой системе движение воды происходит благодаря специальному «циркуляционному насосу», который работает без остановок.
Основная задача отопительных труб – доставить тепло к нагреваемым элементам (радиаторам) с минимальными потерями. От этого и будем отталкиваться при выборе правильного диаметра трубы для отопления дома. А вот чтобы рассчитать всё верно, нужно знать:
Следующим пунктом после того, как у Вас на руках будут все вышеперечисленные данные, необходимо будет набросать общую схему: как, что и где будет расположено, какую тепловую нагрузку будет нести каждый отопительный элемент. Затем можно будет начинать высчитывать нужное сечение диаметра трубы для отопления дома.
Также следует быть внимательным при покупке:
Не забывайте об этом, потому как нам нужен именно «внутренний диаметр трубы для отопления дома» чтобы всё рассчитать верно.
Не рассчитывайте на то, что вы сразу сможете правильно подобрать нужный Вам диаметр трубы для отопления дома. Дело в том, что получить желаемую эффективность можно разными путями.
Теперь более подробно. Что самое важно в правильной системе отопления? Самое важное — это равномерный нагрев и доставка жидкости во все нагревательные элементы (радиаторы). В нашем случае этот процесс постоянно поддерживает насос, благодаря которому за конкретный временной промежуток, жидкость движется по системе. Следовательно, выбирать мы можем только из двух вариантов:
Логически конечно лучше выбрать второй вариант диаметра труб для отопления дома , и вот по каким причинам:
Да и работать с тонкой трубой намного легче и проще, чем с толстой.
Для примера подберём сечение для трубы из меди в прямой зависимости от того насколько мощные радиаторы.
Все трубы изготавливаются по ГОСТу. Следовательно, заранее известны все диаметры, а также объем полезного тепла, которое они могут пропустить через себя в зависимости от сечения и давления. Поэтому не нужно рассчитывать каждый раз то, что уже давно посчитано и записано в специальных таблицах. Всё что требуется — это просто найти подходящую Вам таблицу с данными и по ней подобрать диаметр трубы для отопления дома.
Как создавались такие таблицы? Да очень просто. Берёте вот эту формулу для расчёта диаметра трубы, считаете, а результат – записываете, и так для всех сечений:
D= √(354*(0.86*Q/∆t)/V)В которой:
V
– скорость жидкости в трубе (м/с);
Q
– нужное количество тепла для обогрева (кВт);
∆t
- разница между обратной и прямой подачей (С);
D
– диаметр трубы (мм).
Известно, что в индивидуальных системах отопления теплоноситель движется со скоростью 0,2-1,5 м/с. Также известно, что идеальная скорость должна быть в пределах 0,3-0,7 м/с. Если скорость больше, чем оптимальные показатели, то возрастает шумность, а если меньше – то могут появиться воздушные пробки. Для этого и существуют уже готовые таблицы. В них выбираем подходящую нам скорость.
Существуют таблицы для медных, полипропиленовых, металлических и металлопластиковых труб. В них есть уже готовые решения для работы в режиме средних и высоких температур. Для ясности, давайте разберёмся на конкретных примерах.
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.
На каждом этаже у нас по два крыла. Контур также разделяется на две ветки. Считаем первый этаж:
20 кВт / 2 = 10 кВт на крылоВторой этаж по аналогии:
16 кВт / 2 = 8 кВт на каждое крылоОпять 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.
Если Вы решили, что для системы отопления будете использовать металлические трубы, то нужно учитывать, что они теряют тепло. На небольших участках, это практически не заметно. Но вот на протяжённых системах может случиться так, что самые последние в цепи обогревательные элементы будут холодными или слегка тёплыми. Это тоже следствие неправильного выбора диаметра трубы. К счастью, потери тепла легко можно рассчитать:
q = k * 3,14 * (tв-tп) q - потери тепла на 1 метр (Вт/с); k – коэффициент теплопередачи (Вт * м/с); tв - температура горячей подаваемой воды (С); tп - температура окружающей среды (С).Возьмём трубу диаметром 40 мм. Допустим стенка будет толщиной в 1.4 мм. Материал – сталь. Рассчитаем:
q = 0,272 * 3,15 * (80 – 22) = 49 Вт/сВот и ещё одно доказательство того, почему нужно брать диаметр трубы для отопления дома с меньшим диаметром. Ведь ясно, что чем более толстая труба, тем намного больше мы потеряем тепла. А в данном примере мы получили потери в практически 50 Вт на 1 метр расстояния. И если система довольно протяжённая, то можно потерять всё тепло.
Но не расстраивайтесь! Такие точные расчёты нужны только для многоэтажных жилых домов. Для индивидуальных систем отопления всё проще: расчёты округляют в большую сторону и этим получают определённый запас.
Тут как раз всё просто. Обычно все подробные таблицы со всеми нужными данными можно посмотреть (или скачать себе) на сайтах производителей труб. Но бывает, что таблиц всё-таки нет. Можно выйти из такой ситуации следующим образом. Если нет таблиц для внешнего диаметра – то берёте для внутреннего, и рассчитываете по ней. Да, будут неточности, но, как показывает опыт, для принудительной циркуляции они совсем незначительны и допустимы.
Проанализировав огромное количество уже установленных и прекрасно работающих систем, специалисты заметили определённую закономерность по выбору сечения трубы. Она подходит в основном для малогабаритных автономных систем.
В частных домах, трубы, которые выходят из котла, чаще всего по размерам встречаются одна вторая и три четверти. Такой диаметр трубы для отопления дома используют до первой развилки, а на каждой следующей уменьшают сечение ровно на один шаг. Но такой способ применим только для квартир и одноэтажных домов, для многоэтажек, увы, придётся всё очень тщательно рассчитывать.
Если у нас частный дом или квартира, автономное отопление не более чем на 5-8 радиаторов и на 2-3 развилки, мы легко можем рассчитать всё сами. Нам понадобиться знать, в какой мере мощная каждая отопительная точка, потери тепла в помещении и хорошая таблица для подбора диаметра трубы.
Однако, как уже стало понятно, рассчитать сложную многоуровневую систему с многочисленными стыками и развилками доверьте опытным специалистам. Ну, а если Вы всё же решились сделать всё сами, то хотя бы почитайте статьи, такие как наша и проконсультируйтесь у специалистов.
В том обилии различных материалов и систем, которое сейчас существует на рынке труб, нелегко разобраться даже специалисту. Особо сложным и ответственным делом является выбор труб для отопления. Ведь неправильный расчет приведет либо к перерасходу энергоносителя, либо – к холоду в доме.
Авария в системе теплоснабжения может привести к еще худшим последствиям. Как не ошибиться, проектируя свою систему – далее в статье.
По сути, процесс выбора конкретного вида и типа труб можно разделить на две равноценные части: какие выбрать трубы для отопления по материалу, и затем – какие потребуются диаметры. В принципе, решать эту задачу можно с обоих концов. От пропускной способности трубы и схемы разводки зависит необходимый диаметр, но и трубы разных диаметров из одного материала, а особенно – фитинги к ним, в цене могут различаться в разы.
Поэтому будущий домовладелец должен определиться, что для него имеет первостепенное значение: конечная цена системы, либо – требования к размеру труб.
Все существующие трубопроводные системы можно разделить на две большие группы:
Гораздо реже используется оцинкованная сталь, в единичных случаях – титан, алюминий, прочие цветные металлы и сплавы.
При этом в группе полимеров на самом деле структура гораздо сложнее этой простой классификации. Ведь помимо того, что каждый материал сам по себе имеет по нескольку модификаций, он еще может иметь несколько слоев.
Для это понятно из его названия, но и здесь все не так просто. Это – трехслойный материал из алюминиевой фольги, расположенной между двумя слоями полимера.
Сам же материал – это либо сшитый полиэтилен (PEX), либо – полипропилен (PP), но и в каждом из этих случаев еще существует по нескольку разновидностей, зависящих от способа изготовления пластика и его класса.
Ни один из материалов не является идеальным, и имеет свои минусы. Однако есть в списке и такие материалы, свойства которых вынуждают их покинуть рынок. Для отопления практически не используется ПВХ из-за низкой предельной температуры эксплуатации.
Недалеко ушел от него, по той же причине, полипропилен. Фактическими кандидатами на то, какие трубы выбрать для отопления, являются:
Это материал с очень высокими эксплуатационными характеристиками (если имеет надлежащее качество). У него практически самое низкое сопротивление водному потоку. Он прост в монтаже и выдерживает температуры 90-100, а в кратковременных скачках – 110-130 °С, которые в индивидуальных системах отопления практически нереальны.
Дополнительное преимущество – его гибкость. Помимо того, что его можно спрятать в стенах или за мебелью, он позволяет прокладывать длинные бесстыковые участки произвольной формы, с любыми поворотами. Этим не может похвастаться ни один из прочих материалов.
Он входит в состав металлопластиковых труб, но в отсутствие фольгированной прослойки теряет важное качество – термическую стабильность.
В результате – при нагревании труба растягивается, в связи с чем требует дополнительных креплений, а на длинных участках – компенсационных петель, которые принимают на себя изгиб трубы при ее вытягивании от воздействия температуры. В остальном же трубы примерно схожи с металлопластиком.
Важная информация!
Перед тем, как определиться, какую трубу выбрать для отопления, следует учесть: не всякий полиэтилен пригоден для этой цели.
Он должен иметь специальный антидиффузионный слой, который предотвращает всасывание атмосферного воздуха.
В противном случае воздух будет скапливаться в системе, создавая шум, нарушая ее эффективность, а иногда – и работоспособность.
Любые виды пластика обладают также еще одним преимуществом: они являются хорошими звукоизоляторами, поэтому практически никогда не шумят.
— отличное решение, они не уступают металлопластику, и даже – превосходядят его по многим параметрам, и именно медь, когда решается вопрос, какие трубы для отопления выбрать, должна бы стоять на первом месте – особенно по долговечности (до 100 лет).
Однако к сравнительным недостаткам можно отнести его высокую теплопроводность (хотя, например, для «теплого» пола это – даже преимущество) и, главное – высокую цену.
Несколько экзотический материал, который предпочитают любители «хромированной» экзотики. Он несколько дешевле меди, однако не имеет ее гибкости и теплопроводности.
Монтаж систем из нержавейки имеет свои особенности и несколько более сложен по сравнению с остальными материалами
Важная информация!
При монтаже систем «теплый» пол, что касается трубы для отопления выбор весьма небогат. Она должна соответствовать двум требованиям: либо не иметь швов в забетонированной части, либо такие швы должны быть соединены пресс-фитингами.
Этим условиям соответствуют лишь медь и металлопластик. Существуют пресс-фитинги и для нержавейки, но, учитывая, сколько их потребуется для укладки всех зигзагов системы – даже медь обойдется в разы дешевле.
Если монтировать систему своими руками, не последнюю роль в том вопросе, какую трубу для отопления выбрать, может сыграть необходимый инструмент. Ведь практически каждый из видов труб требует для установки специфического инвентаря, при этом весьма недешевого.
При этом даже если есть пресс-фитинги от какого-либо производителя, не факт, что опрессовщик другой фирмы позволит качественно их обжать. То же самое касается паяльных аппаратов для полиэтилена. А это значит, что, возможно, взять оснастку в аренду не удастся.
Для требуются весьма специфические навыки и четкое знание технологии производства работ, так что браться за эту операцию без соответствующей квалификации специалисты не рекомендуют.
Есть свои нюансы и в сварке полиэтилена. Все эти моменты также следует обдумать и учесть, перед тем, как выбрать трубы для отопления окончательно. В этом смысле наиболее демократичной системой является соединение на разрезных кольцах, его также называют «О-ринг».
Для него не требуется инструментов, кроме пары ключей, желательно разводных, да и все необходимые навыки – умение крутить гайки. Впрочем, из всех видов соединений среди сантехников оно считается наименее надежным. Хотя его несомненный плюс – что его можно считать условно-разборным.
Если вопрос, трубы для отопления какие выбрать, в плане материала уже решен, наступает черед расчета их размера.
Он осуществляется на основе следующих параметров:
Важная информация!
Теплотехнический расчет – сложная инженерная задача. В случаях сложных систем, с многими радиаторами, или смешанных систем радиатор-теплый пол, проект лучше заказать специалисту, он же подскажет — трубы для отопления как выбрать.
В противном случае, для исправления ошибок потребуется множество сил и средств.
Из приведенного списка следующие показатели являются нормативными:
Однако данные, которые можно получить таким путем – пока еще приблизительные, и их корректировка зависит от многих факторов.
Далее система проектируется следующим образом: за стартовую точку принимаются вход-выход котла, диаметра трубы для отопления основывается на правиле, что он не может быть больше, чем соответствующий параметр котла.
Начальный участок, длиной хотя бы полтора метра от выхода, даже в полимерных системах выполняют из металла, и продолжают его соответствующим диаметром до первого ветвления трубопровода.
Важная информация!
В системах отопления все диаметры считаются как внутренние, например труба ф16 мм из металлопластика имеет внутренний диаметр 12 мм.
Поэтому наружные диаметры металлических и полимерных труб заведомо не совпадают!
Далее идет разводка веток трубопровода. Здесь выбор диаметра трубы для отопления зависит от ее длины, но, как правило, каждое следующее ветвление на шаг меньше предыдущего: если из котла вышла центральная труба внутренним диаметром 24 мм и затем разделяется на две ветки, обслуживающие разные группы радиаторов, то диаметр этих веток будет 18 мм.
Они проходят этим диаметром вдоль всех приборов, где к каждому из них идет подключение 12 мм. На последнем приборе ветка заканчивается также трубой ф12 мм. Если приборов много – то их разбивают на большее количество веток, подключенных к центральной трубе. По той же схеме выполняется и подключение трубопровода охлажденной воды, но уже ко входу котла.
Вообще теплотехнический расчет является одним из самых сложных в строительстве, и качественно выполнить его может не каждый дипломированный специалист. Поэтому домохозяину лучше все же выбор трубы для отопления ограничить предпочтительным материалом. Однако, если есть время и желание – всегда можно найти нужные формулы, и постараться разобраться в премудростях теплотехники самостоятельно.
