После выбора схемы подключения и комплектации оборудования возникает вопрос «А какой трубой это все обв’связать?» Для быстрого подбора необходимого диаметра трубы по мощности контура, подойдет пред’явленный рисунок. Он справедлива для нижеуказанных условий.
Условия:
Перепад температур между подачей и обратной линиями составляет 20°С. Скорость теплоносителя в трубопроводе составляет 0,8 м/сек. Это обеспечивает уровень шума ниже 40 дБа, а это значит, что подходит для использования в частных домах.
Пример №1:
Пример №2:
Нужно от насосной группы подать в систему теплого пола мощность 20 кВт с ΔT = 10°С. На ΔT = 20°C подойдет трубопровод ДУ 20 мм, а для перекачки вдвое больших затрат при ΔT = 10°С нужно взять трубопровод на 2 типоразмера больше то есть ДУ 32 мм.
Примечания:
Указанные диаметры трубопровода являются внутренними. Внутренний диаметр может отличаться в зависимости от толщины стенки трубы. Локальные сужения в виде арматуры с меньшим диаметром, которые могут устанавливаться на данном трубопроводе, не оказывают существенного влияния на перекачиваемую мощность. Допускается сужение на 1-2 типоразмера ниже диаметра магистрали.
При проектировании и монтаже системы отопления всегда возникает вопрос – диаметр трубопровода выбрать. Выбор диаметра, а значит и пропускная способность труб, важно, ведь нужно обеспечить скорость теплоносителя в пределах 0,4-0,6-0,8 метров в секунду, которая рекомендуется специалистами . При этом должно поступать нужное количество энергии (количество теплоносителя) к радиаторов.
Известно, если скорость меньше 0,2 м/с тогда будет застой, а также появление воздушных пробок. Скорость более чем 0,8 м / с не стоит делать из соображений энергосбережения, так как сопротивление движению жидкости становится значительным (он пропорционален квадрату скорости), до того нижний предел возникновения шума в трубопроводах малых диаметров.
Какие трубы применять для системы отопления?
Полипропиленовые трубы делятся на несколько видов, в которых свои технические характеристики и предназначены они для разных условий. Для отопления подходят трубы марки PN 25 (PN 30), которые выдерживают рабочее давление в 2,5 бар при температуре жидкости до 120°С. 
Для отопления сейчас применяются трубы из полипропилена, которые армированы алюминиевой фольгой или стекловолокном. Армирование предотвращает значительное расширение материала при нагревании.
Многие специалисты отдают предпочтение трубам с внутренним армированием стекловолокна. Такой трубопровод за последнее время стал наиболее широко применяться в частных системах отопления.
Трубы выпускаются стандартных диаметров, из которых и нужно сделать выбор. Наработанные типовые решения по подбора диаметров труб для отопления дома, руководствуясь которыми в 99% случаев можно сделать оптимальный правильный выбор диаметра без выполнения гидравлического расчета.
Наработанные типовые решения по подбору диаметров труб для отопления дома. Стандартные наружные диаметры полипропиленовых труб — 16, 20, 25, 32, 40 мм.
соответствующий этому значению внутренний диаметр труб марки РN25– 10,6, 13,2, 16,6, 21,2, 26,6 мм соответственно.
Более подробная информация по внешним диаметрам, внутренним диаметрам и толщине стенки полипропиленовых труб приведена в таблице.
Какими диаметрами, и что подключать, нам необходимо обеспечить подачу необходимой тепловой мощности, которая будет прямо зависеть от количества поданного теплоносителя, но скорость движения жидкости должна оставаться в заданных пределах 0,3-0,8 м/сек.
Тогда возникает такое соответствие подключений:
- 16 мм — для подключения одного или двух радиаторов
- 20 мм – для подключения одного радиатора или небольшой группы радиаторов (радиаторы «обычной» мощности в пределах 1 — 2 кВт, максимальная мощность – до 7 кВт, количество радиаторов до 5шт.)
- 25 мм — для подключения группы радиаторов (обычно до 8 шт., мощность до 11 кВт) одного крыла
- 32 мм — для подключения одного этажа или целого дома в зависимости от тепловой мощности (обычно до 12 радиаторов, соответственно, тепловая мощность до 19 кВт)
- 40 мм-для магистрали одного дома, если таковая имеется (20 радиаторов-до 30 кВт). Рассмотрим выбор диаметра труб подробнее, опираясь на заранее рассчитанные табличные соответствия энергии, скорости и диаметра
Соотношение диаметра труб, скорости жидкости и тепловой мощности
Обратимся к таблице скорости до количества тепловой мощности. В таблице представлены значения тепловой мощности в Вт, а под ними указано количество теплоносителя кг/мин, при подаче с температурой 80 град С, обратки – 60 град С и температуре в помещении 20 град с.
Подбор трубопроводов по мощности
Из таблицы видно, что при скорости 0,4 м / с будет подаваться примерно следующее количество тепла, по трубам из полипропилена следующего наружного диаметра:
- 4,1 кВт — внутренний диаметр около 13,2 мм (Наружный диаметр 20мм)
- 6,3 кВт-16,6 мм (25мм)
- 11,5 кВт — 21,2 мм (32 мм)
- 17 кВт — 26,6 мм (40 мм)
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 с помощью онлайн-программ или самостоятельных расчетов, а также технических показателей и материала. Зная все нюансы, владелец дома может подобрать качественные и надежные изделия.
Сложности выбора диаметра трубопровода
Основная сложность подбора диаметра заключается в особенностях планировки магистрали. Вычисление:
- внешний 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, требуется 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 рекомендуемой скорости 0,4-0,7 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.
Насколько равномерно распределяется тепловая энергия по контуру и определяет диаметр патрубков. Чем он меньше, тем быстрее движется вода, но у скоростных показателей есть ограничения:
- до 0,25 м / сек. в противном случае есть риски появления воздушных пробок и невозможности их удаления располнителями, теплопотери в комнате
- не более 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 нагрев.
Явление возникает, если трубопровод сделан из пластиковых изделий разного диаметра. Причина заключается в разности давлений на местах стыков и увеличении гидравлических потерь.
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 ячейки-в них указана оптимальная скорость давления теплоносителя.
Расчет производится по формуле D= √(354*(0.86*Q / ∆t) / V), где:
- 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)
Как пример можно рассмотреть двухэтажный дом с четырьмя крыльями (по 2 на этаж), подключен к двухтрубной системы с суммарной мощностью 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.
- весь объем воды приходится на участок соединения первой ветви с котел. Это общее количество тепла, равное 38 кВт< /li>
- по таблице нужно найти данную строку и соответствующие зеленые ячейки. При данных параметрах необходим диаметр-40 и 50 мм.выбор делается в пользу меньшего
- по развилке видно количество тепла на первом (20 кВт) и втором (16 кВт) этажах. Сечение Трубной арматуры по таблице-32 мм
- 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
- по таблице определяется диаметр – 25 мм, который используется до момента падения нагрузки до 5 кВт, затем – 20 мм
Выбор диаметра трубы для отопления дома-серьезная ответственная задача, и подходить к ней нужно не спеша; основательно все взвесив и просчитав. В данной статье мы будем рассматривать системы С так называемой «принудительной циркуляцией». В такой системе движение воды происходит благодаря специальному «циркуляционном насоса», который работает без остановок. Необходимые данные для расчета основная задача отопительных труб-доставить тепло до нагреваемых элементов (радиаторов) с минимальными потерями. От этого и будем отталкиваться при выборе правильного диаметра трубы для отопления дома. А вот чтобы рассчитать все верно, нужно знать:
- длину трубы
- потери тепла в здании
- мощность элементов
- какая будет разводка труб (естественная, принудительная, однотрубная или двухтрубная циркуляция)
Следующим пунктом после того, как у Вас на руках будут все перечисленные выше данные, необходимо будет набросать общую схему: как, что и где будет расположено, какое 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:
- металлопластиковые и трубы из стали маркируются по размеру внутреннего диаметра, тут проблем нет
- а вот полипропиленовые и медные — по наружному диаметру. Итак, нам нужно или измерять внутренний диаметр самостоятельно с помощью штангенциркуля, или – от наружного диаметра трубы для отопления дома вычесть толщину стенок
Не забывайте об этом, потому как нам нужен именно «внутренний диаметр трубы для отопления дома» чтобы все рассчитать верно.
Выбираем диаметр для вашего отопления
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 детально.
Что самое важное 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. Итак, выбирать мы можем только из двух вариантов:
- купить трубы большого диаметра, как следствие, небольшая скорость подачи теплоносителя
- или трубу маленького диаметра, естественно давление и скорость движения жидкости при этом возрастет
Логично, конечно лучше выбрать второй вариант диаметра труб для отопления дома, и вот по каким причинам:
- при наружной прокладке труб, они будут менее заметны
- при внутренней прокладке (например, в стене или под полом), канавки в бетоне будут более аккуратны, и долбить их проще
- чем меньше диаметр изделия, тем оно, естественно, дешевле, что тоже важно
- при меньшем сечении трубы общий объем теплоносителя также уменьшается, благодаря чему мы экономим топливо (электроэнергию) и снижаем инерционность всей системы
Для примера подберем сечение для трубы с меди в прямой зависимости от того насколько мощные радиаторы.
Все трубы изготавливаются по ГОСТу. Итак, заранее известны все диаметры, а также объем полезного тепла, которое они могут пропустить через себя в зависимости от диаметра и давления.
Поэтому не нужно рассчитывать каждый раз то, что уже давно посчитано и записано в специальных таблицах.
Все что нужно-это просто найти подходящую вам таблицу с данными и по ней подобрать диаметр трубы для отопления дома.
Возьмите вот эту формулу для расчета диаметра трубы, считаете, а результат-записываете, и так для всех сечений. 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/сек. Также известно, что идеальная скорость должна быть в пределах 0,3-0,8 м/сек.
Если скорость больше, чем оптимальные показатели, то растет громкость, 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. У них есть уже готовые решения для работы в режиме средних и высоких температур. Для ясности, давайте разберемся на конкретных примерах.
Расчет диаметра для двухтрубной системы отопления
Смотреть будем на примере простого дома в два этажа. На каждом из этажей имеем два крыла. В самом доме будет установлена двухтрубная система отопления с такими параметрами:
- в сумме потеря тепла-36 кВт
- потеря на 1-м этаже-20 кВт
- потеря на 2-м-16 кВт
- установлены трубы из полипропилена
- работа системы в режиме 80/60
- температура-20 С
Через участок трубы, которая соединяет первую развилку и котел, проходит весь объем жидкости, следовательно, и все тепло, а это 38 кВт. Давайте определим, какую здесь нужно брать трубу. Берем нашу таблицу, в ней ищем строку, затем идем по зеленым 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. Далее смотрим на развилку, которая разделяет движение теплоносителя на второй и первый этажи (16 и 20 кВт). Снова смотрим значение по таблице и получаем, что в оба направления нужен диаметр трубы 32 мм.
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 нечего, там все гораздо проще: всю разводку делаете трубами аналогичного диаметра, что и на прямую подачу. Как видите, ничего сложного нет.
Нужна лишь хорошая, подходящая под конкретный случай, схема.
Знакомство с техническим термином «труба» начинается с планирования домашней отопительной системы.
Обычно с выбором вида трубопровода проблем не возникает, а вот с исчислением нужного диаметра начинаются трудности.
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 рассчитать диаметр труб.
Диаметры труб для разных схем отопления частного дома
Для каждой системы отопления разработаны и индивидуально подобраны размеры труб, их технические параметры.
В соответствии с практическими навыками, подборка нужного диаметра предотвращает появление различных технических неполадок, повышает безопасность и надежность всей системы отопления.
Необходимо учитывать это и не пренебрегать данным условием. Давайте разберем, где и какой диаметр лучше всего использовать.
Диаметр труб к каждой системе отопления подбирался практическим путем. К выбору диаметра нужно отнестись максимально серьезно, так как качественный подбор позволит при необходимости заливать стяжку, обеспечит проход через стены, не затруднит установку циркуляционных насосов и прочее.
Размер труб для котлов
Общий котловой диаметр труб отопления частного дома является основой основ всей системы отопления. Так как в этом случае труба будет устанавливаться от начала котла до самого коллектора отопления.
Выделяют виды котлов:
При использовании напольного котла диаметр трубы должен соответствовать диаметру выхода котла. Обычно это 20-32 мм. При использовании настенного котла рекомендуемый диаметр полипропиленовой трубы составляет 25 или диаметр 20 для металлопластиковой трубы. Она будет соединять котел и распределительный коллектор.
Рекомендуется соединять коллектор с трубой 40 диаметра, независимо от диаметра трубы, присоединенной к котлу. Данный факт объясняется тем, что диаметр коллектора должен превышать размер выходящих из него труб. Это является важным правилом установки и увеличивает эффективность работы в несколько раз.
Размеры труб для схем отопления
В настоящее время существуют несколько видов систем отопления. К ним относятся:
- Однотрубная система отопления «Ленинградка»;
- Двухтрубная система отопления;
- Коллекторная лучевая разводка системы отопления.
Однотрубная система отопления «Ленинградка»
Однотрубная система отопления «Ленинградка» имеет ограничения по числу радиаторов. Наличие восьми батарей является оптимальным и рекомендуемым для установки на одну ветки. В данном случае требуется применение:
- полипропиленовой трубы, имеющей диаметр 32;
- трубы из металлопластика и стали, имеющей диаметр 26 (на выбор из этих двух).
Труба, имеющая 32 диаметр, вполне достаточна для системы отопления частного дома, включающей восемь радиаторов, потому что перепад температуры от первого радиатора до последнего радиатора будет не таким значительным.
Как показывает практика, при использовании трубы с меньшим диаметром (например, 25 мм), в дальнейшем ее заменить будет невозможно в случае возникновения значительного перепада температуры.
Несмотря на то, что труба, имеющая 25 диаметр, стоит дешевле, последствия от установки будут гораздо масштабнее. За незначительную экономию в 2-3 тысячи рублей вы можете приобрести гораздо больше убытков.
Если вы заинтересованы экономией, лучше приобретите краны подешевле, которые идут к радиаторам. Они всегда находятся на видном месте, и замена производится легко.
Самые главные моменты при установки однотрубной системы отопления:
- основной стояк на Ленинградке – труба, имеющая размер 32 мм ППР или на размер меньше для стальной и металлопластиковой трубы;
- подъемы к радиаторам делают 20 трубой;
К подъемам устанавливается тройник (32*20*32). Если труба из металлопластика, то тройник должен иметь характеристики 26*16*26 (указанных размеров достаточно, чтобы заводские радиаторы хорошо прогревались). Установка кранов и пробки осуществляется на одну вторую, таким образом будет более эффективно распределяться тепло.
Двухтрубная система отопления
В двухтрубной системе отопления частного дома подача и обратка уже разделены. Если количество радиаторов не превышает восьми штук (самое оптимальное число использования для одного этажа), используется 25-диаметровая полипропиленовая труба или двадцатидиаметровая труба из металлопластика. В двухтрубной системе отопления произошло разделение потоков, именно поэтому нет смысла использовать толстые трубы. Плюс ко всему, в стяжке две 25 мм трубы располагаются более компактно. Если в наличии присутствуют более восьми радиаторов, то на контур лучше заложить 32 мм трубу.
Самые главные моменты при установке двухтрубной системы отопления
- основной лежак оформляется 25-диаметровой трубой;
- подъемы к радиаторам следует оформлять трубой, имеющей диаметр 20;
- в случае металлопластика основной лежак оформляется 20-диаметровой, а подъемы можно сделать 16-диаметровой трубой.
Лучевая разводка
В коллекторной (лучевой) схеме разводки отопления присутствует основной коллектор. И к каждому радиатору или каждым двум радиаторам предоставлена одна ветка.
В коллекторной лучевой схеме отопления используются 16-диаметровые трубы из металлопластика. Указанного диаметра трубы вполне достаточно для функционирования одного, двух радиаторов на одном контуре.
В принципе, если радиаторы не очень больших размеров, это вполне приемлемо, но с осторожностью.
В случае, если вы устанавливаете два радиатора на ветку, то ни в коем случае не забывайте одновременно с этим осуществлять установку байпаса или тройника (байпас – дополнительная трубка, позволяющая в случае чего перенаправить ток жидкости по дополнительному пути). Смысл данной установки заключается в том, чтобы тепло, переходящее из радиатора в радиатор, не упиралось в них, а наоборот, без труда переходила к следующему радиатору.
В исключительных случаях в коллекторной схеме разводки устанавливают 20-диаметровую трубу. Но в этом действии нет как таковой необходимости и важности.
Преимущества лучевой схемы разводки
В большинстве случаев она более широко используется по сравнению с другими системами отопления, потому что считается более надежной и удобной
Одно из самых ярко выраженных положительных качеств заключается в том, что в лучевой схеме разводки не присутствуют фитинги в стяжке. Каждый радиатор имеет автономную систему управления (радиаторы функционируют независимо друг от друга).
Также существует возможность непроблематичной установки автоматики, в том числе и термоголовок. Лучевая разводка является универсальной системой отопления.
Ее можно устанавливать и в многоквартирных домах, и в частных сооружениях, которые могут иметь несколько этажей и неограниченное количество комнат.
Следует учитывать, что каждый дом требует индивидуального подхода и должен иметь индивидуально подобранную систему обогрева, которая подбирается согласно проектировке жилого дома.
Самообслуживание, осуществление проектировки и установка коллекторной лучевой схемы разводки не являются какими-либо очень сложными действиями, но несмотря на это, рекомендуется проводить данные мероприятия под контролем профессионалов.
Данная система отопления весьма массивна, поэтому его желательно размещать в специально предназначенном месте. Основное преимущество лучевой системы отопления выражается в том, что всегда существует возможность произвести отключение одного или сразу нескольких радиаторов. Примененное действие никак не будет сказываться на эффективной и слаженной работе.
Следует помнить, что при использовании лучевой разводки, будет увеличиваться расходный материал.
Читайте так же:
Какой диаметр труб из полипропилена для отопления выбрать
При проектировании и монтаже системы отопления всегда возникает вопрос, – какой диаметр трубопровода выбрать. Выбор диаметра, а значит и пропускной способности труб, важен, ведь нужно обеспечить скорость теплоносителя в пределах 0,4 – 0,6 метров в секунду, которая рекомендуется специалистами. При этом должно поступать нужное количество энергии (количество теплоносителя) к радиаторам.
Известно, что если скорость меньше 0,2 м/с, то будет застаивание воздушных пробок. Скорость больше 0,7 м/с не стоит делать из соображений энергосбережения, так как сопротивление движению жидкости становится значительным (оно прямо пропорционально квадрату скорости), к тому же это нижний предел возникновения шума в трубопроводах малых диаметров.
Какой тип трубопровода выбрать
Сейчас все чаще выбирают для отопления полипропиленовые трубопроводы, которым хоть и присущи недостатки в виде сложности обеспечения качества стыков, и значительного теплового расширения, но они предельно дешевы и просты в монтаже, а это зачастую решающие факторы.
Какие трубы применять для системы отопления?Полипропиленовые трубы делятся на несколько видов, у которых свои технические характеристики, и предназначены они для разных условий. Для отопления подходят марки РN25 (РN30), которые выдерживают рабочее давление в 2,5 Атм при температуре жидкости до 120 град. С.
Многие специалисты отдают предпочтение трубам и с внутренней армировкой стекловолокном. Такой трубопровод в последнее время стал наиболее широко применяться в частных системах отопления.
Вопросы подбора диаметра отопительного трубопровода
Трубы выпускаются стандартных диаметров, из которых и нужно сделать выбор. Наработаны типовые решение по подбору диаметров труб для отопления дома, руководствуясь которыми в 99% случаев можно сделать оптимальный правильный выбор диаметра без выполнения гидравлического расчета.
Стандартные наружные диаметры полипропиленовых труб –16, 20, 25, 32, 40 мм. Соответствующий этим значениям внутренний диаметр труб марки РN25 – 10,6, 13,2, 16,6, 21,2, 26,6 мм соответственно.
Более подробная информация о наружных диаметрах, внутренних диаметрах и толщине стенки полипропиленовых труб приведена в таблице.
Какими диаметрами что подключать
Нам необходимо обеспечить подачу необходимой тепловой мощности, которая будет прямо зависеть от количества поданного теплоносителя, но скорость движения жидкости должна оставаться в заданных пределах 0,3 – 0,7 м/с
Тогда возникает такое соответствие подключений (для полипропиленовых труб указывается наружный диаметр):
- 16 мм — для подключения одного или двух радиаторов;
- 20 мм – для подключения одного радиатора или небольшой группы радиаторов (радиаторы «обычной» мощности в пределах 1 — 2 кВт, максимальная подключаемая мощность – до 7 кВт, количество радиаторов до 5шт.);
- 25 мм – для подключения группы радиаторов (обычно до 8 шт., мощность до 11 кВт) одного крыла (плеча тупиковой схемы разводки);
- 32 мм – для подключения одного этажа или целого дома в зависимости от тепловой мощности (обычно до 12 радиаторов, соответственно, тепловая мощность до 19 кВт);
- 40 мм – для магистрали одного дома, если такая имеется (20 радиаторов – до 30 кВт).
Рассмотрим выбор диаметра труб подробнее, опираясь на заранее рассчитанные табличные соответствия энергии, скорости и диаметра.
Соотношение диаметра труб, скорости жидкости, и тепловой мощности
Обратимся к таблице соответствия скорости к количеству тепловой мощности.
В таблице представлены значения тепловой мощности в Вт, а под ними указано количество теплоносителя кг/мин, при подаче с температурой 80 град С, обратки – 60 град С и температуры в комнате 20 град С.
Подбор труб по мощности
Из таблицы видно, что при скорости 0,4 м/с будет подаваться примерно следующее количество тепла, по трубам из полипропилена следующего наружного диаметра:
- 4,1 кВт — внутренний диаметр около 13,2 мм (наружный диаметр 20мм);
- 6,3 кВт — 16,6 мм (25мм);
- 11,5 кВт — 21,2 мм (32 мм);
- 17 кВт — 26,6 мм (40 мм);
А при скорости 0,7 м/с значения подаваемой мощности будут уже примерно на 70% больше, что не трудно узнать из таблицы.
А какое количество тепла нам нужно?
Сколько тепла должен подавать трубопровод
Рассмотрим подробнее на примере, какое количество тепла обычно подается по трубам, и подберем оптимальные диаметры трубопроводов.
Имеется дом площадью 250 м кв, который хорошо утеплен (как требует норматив СНиП), поэтому он теряет тепла в зимнее время по 1 кВт с 10 м кв.
Для обогрева всего дома требуется подавать энергии 25 кВт (максимальная мощность). Для первого этажа – 15 кВт. Для второго этажа – 10 кВт.
Наша схема отопления двухтрубная. По одной трубе подается горячий теплоноситель, по другой — охлажденный отводится к котлу. Между трубами параллельно подсоединены радиаторы.
Итак, от котла до межэтажного разветвления поступает 25 кВт. Следовательно, нам потребуются магистральные трубы внутренним диаметром не менее – 26,6 мм, чтобы скорость не превысила 0,6 м/с. Подходит 40-мм полипропиленовая труба.
От межэтажного разветвления – по первому этажу до разветвления на крыльях — поступает 15 кВт. Здесь, согласно таблице, для скорости менее 0,6м/с, подойдет диаметр 21,2 мм, следовательно, применяем трубу с наружным диаметром 32 мм.
- На крыло 1 этажа идет 7,5 кВт – подходит внутренний диаметр 16,6 мм, — полипропилен с наружным 25 мм.
- На каждый радиатор, мощность которого не превышает 2 кВт можно делать отвод и трубой с наружным диаметром 16 мм, но так как этот монтаж не технологичен, трубы не пользуются популярностью, чаще устанавливают 20-мм трубу с внутренним диаметром 13,2 мм.
- Соответственно на второй этаж до разветвления принимаем 32мм трубу, на крыло – 25мм трубу, а радиаторы на втором этаже также подсоединяем 20-мм трубой.
Как видим, все сводится к несложному выбору среди стандартных диаметров имеющихся в продаже труб. В небольших домашних системах, до десятка радиаторов, в тупиковых распределительных схемах, в основном применяется полипропиленовые трубы 25мм -«на крыло», 20 мм — «на прибор». и 32 мм «на магистраль от котла».
Особенности выбора другого оборудования
Диаметры труб могут быть выбраны и по условиям гидравлического сопротивления для нетипично-большой длины трубопроводов, при которой возможен выход за технические характеристики насосов. Но подобное может быть для производственных цехов, а в частном строительстве практически не встречается.
Для дома до 150 м кв., по условиям гидравлического сопротивления отопительно радиаторной системы, всегда подходит насос типа 25 – 40 (напор 0,4 атм), он же может подойти и до 250м кв в отдельных случаях , а для домов до 300 м кв. – 25 – 60 (напор до 0,6 атм).
Трубопровод рассчитывается на максимальную мощность. Но система, если когда и будет работать в таком режиме, то не продолжительное время. При проектировании отопительного трубопровода можно принимать такие параметры, чтобы при максимуме нагрузки, скорость теплоносителя была и 0,7 м/с.
На практике скорость воды в трубах отопления задается насосом, который имеет 3 скорости вращения ротора.
Кроме того подаваемая мощность регулируется температурой теплоносителя и продолжительностью работы системы, а в каждой комнате может регулироваться путем отключения радиатора от системы с помощью термоголовки с нажимным клапаном.
Таким образом, диаметром трубопровода мы обеспечиваем нахождение скорости в пределах до 0,7 м при максимальной мощности, но система в основном будет работать с меньшей скорость движения жидкости.
Расчет труб отопления в частном доме по мощности
Расчет труб отопления и системы в целом заключается в определении тепловой мощности, выборе диаметров всех трубных элементов (гидравлический расчет), определении размеров отопительных приборов (тепловой расчет) и подборе оборудования.
При разработке системы отопления в первую очередь необходимо составить схему на основе плана дома. На схеме прорисовываются:
- Расположение котлов (или иных теплогенераторов).
- Циркуляционных насосов.
- Места прохождения теплопроводов.
- Места установки отопительных предметов.
Отталкиваясь от схемы и просчитав тепловую мощность системы, можно более детально рассчитать диаметр труб отопления.
Тепловая мощность системы отопления — это количество теплоты, которое необходимо выработать в доме для комфортной жизнедеятельности в холодное время года.
Теплотехнический расчет дома
Существует зависимость между общей площадью обогрева и мощностью котла. При этом, мощность котла должна быть больше или равняться мощности всех отопительных приборов (радиаторов). Стандартный теплотехнический расчет для жилых помещений следующий: 100 Вт мощности на 1 м² отапливаемой площади плюс 15 — 20 % запаса.
Рассмотрим в качестве примера дом площадью 120 м². В данном случае мощность котла должна составлять: 100 Вт × 120 + 15 % = 13800 Вт = 13,8 кВт. Если котел (двухконтурный) будет использоваться и для горячего водоснабжения, то его требуемая мощность должно быть увеличена соразмерно предполагаемому расходу подогретой воды.
Расчет количества и мощности приборов отопления (радиаторов) необходимо проводить индивидуально для каждого помещения. Каждый радиатор имеет определенную тепловую мощность. В секционных радиаторах общая мощность складывается из мощности всех используемых секций.
В несложных отопительных системах приведенных способов расчета мощности бывает достаточно. Исключение — здания с нестандартной архитектурой, имеющие большие площади остекления, высокие потолки и другие источники дополнительных теплопотерь. В этом случае потребуется более детальный анализ и расчет с использованием повышающих коэффициентов.
Теплотехнический расчет с учетом тепловых потерь дома
Расчет тепловых потерь дома необходимо выполнять для каждого помещения в отдельности, с учетом окон, дверей и внешних стен.
Более детально для данных теплопотерь используют следующие данные:
- Толщину и материал стен, покрытий.
- Конструкцию и материал кровельного покрытия.
- Тип и материал фундамента.
- Тип остекления.
- Тип стяжек пола.
Важно учитывать наличие в ограждающих конструкциях теплоизолирующего слоя, его состав и толщину.
- Для определения минимально необходимой мощности отопительной системы с учетом тепловых потерь можно воспользоваться следующей формулой:
- Qт(кВт×ч) = V × ΔT × K ⁄ 860, где:
- Qт — тепловая нагрузка на помещение.
- V — объем обогреваемого помещения (ширина × длина × высота), м³.
- ΔT — разница между температурой воздуха вне помещения и необходимой температурой внутри помещения, °C.
- K — коэффициент тепловых потерь строения.
- 860 — перевод коэффициента в кВт×ч.
- Коэффициент тепловых потерь строения K зависит от типа конструкции и изоляции помещения:
| K | Тип конструкции |
| 3 — 4 | Дом без теплоизоляции — упрощенная конструкция или конструкция из гофрированного металлического листа. |
| 2 — 2,9 | Дом с низкой теплоизоляцией — упрощенная конструкция здания, одинарная кирпичная кладка, упрощенная конструкция окон и крыши. |
| 1 — 1,9 | Средняя теплоизоляция — стандартная конструкция, двойная кирпичная кладка, небольшое число окон, крыша со стандартной кровлей. |
| 0,6 — 0,9 | Высокая теплоизоляция — улучшенная конструкция, кирпичные стены с теплоизоляцией, небольшое число окон, утепленный пол, кровельный пирог с высококачественной теплоизоляцией. |
Разница между температурой воздуха вне помещения и необходимой температурой внутри помещения ΔT определяется исходя из конкретных погодных условий и требуемого уровня комфорта в доме. Например, если температура снаружи -20 °C, а внутри планируется +20 °C, то ΔT = 40 °C.
Расчет диаметра труб отопления
Определившись с количеством радиаторов и их тепловой мощностью, можно переходить к подбору размеров подводящих труб.
Прежде чем переходить к расчету диаметра труб, стоит затронуть тему выбора нужного материала. В системах с высоким давлением придется отказаться от применения пластиковых труб. Для систем отопления с максимальной температурой выше 90 °C предпочтительнее стальная или медная труба. Для систем с температурой теплоносителя ниже 80 °C можно выбрать металлопластиковую или полимерную трубу.
Системы отопления частных домов характеризуются невысоким давлением (0,15 — 0,3 мПа) и температурой теплоносителя не выше 90 °C. В данном случае использование недорогих и надежных полимерных труб оправдано (по сравнению с металлическими).
- Чтобы нужное количество теплоты пришло в радиатор без задержки, следует подобрать диаметры подводящих труб радиаторов так, чтобы они соответствовали расходу воды, необходимому каждой отдельно взятой зоне.
- Расчет диаметра труб отопления проводится по следующей формуле:
- D = √(354 × (0,86 × Q ⁄ Δt°) ⁄ V), где:
- D — диаметр трубопровода, мм.
- Q — нагрузка на данный участок трубопровода, кВт.
- Δt° — разница температур подачи и обратки, °C.
- V — скорость теплоносителя, м⁄с.
- Разница температур (Δt°) десятисекционного радиатора отопления между подачей и обраткой в зависимости от скорости потока обычно варьирует в пределах 10 — 20 °C.
Минимальным значением скорости теплоносителя (V) рекомендуется считать 0,2 — 0,25 м⁄с. На меньших скоростях начинается процесс выделения избыточного воздуха, содержащегося в теплоносителе.
Верхний порог скорости теплоносителя 0,6 — 1,5 м⁄с. Такие скорости позволяют избежать возникновения гидравлических шумов в трубопроводах.
Оптимальным значением скорости движения теплоносителя считается диапазон 0,3 — 0,7 м⁄с.
Для более детального анализа скорости движения жидкости нужно учитывать материал труб и коэффициент шероховатости внутренней поверхности. Так, для трубопроводов из стали оптимальной считается скорость потока 0,25 — 0,5 м⁄с, для полимерных и медных труб — 0,25 — 0,7 м⁄с.
Пример расчета диаметра труб отопления по заданным параметрам
Исходные данные:
- Комната площадью 20 м², с высотой потолков 2,8 м.
- Дом кирпичный неутепленный. Коэффициент тепловых потерь строения примем 1,5.
- В комнате есть одно окно ПВХ с двойным стеклопакетом.
- На улице -18 °C, внутри планируется +20 °С. Разница 38 °С.
- Решение:
- В первую очередь определяем минимально необходимую тепловую мощность по ранее рассмотренной формуле Qт(кВт×ч) = V × ΔT × K ⁄ 860.
- Получаем Qт = (20 м² × 2,8 м) × 38 °С × 1,5 ⁄ 860 = 3,71 кВт×ч = 3710 Вт×ч.
Теперь можно переходить к формуле D = √(354 × (0,86 × Q ⁄Δt°) ⁄ V). Δt° — разницу температур подачи и обратки примем 20°С. V — скорость теплоносителя примем 0,5 м⁄с.
Получаем D = √(354 × (0,86 × 3,71 кВт ⁄ 20 °С) ⁄ 0,5 м⁄с) = 10,6 мм. В данном случае рекомендуется выбрать трубу с внутренним диаметром 12 мм.
Таблица диаметров труб для отопления дома
Таблица расчета диаметра трубы для двухтрубной системы отопления с расчетными параметрами (Δt° = 20 °С, плотность воды 971 кг ⁄ м³, удельная теплоемкость воды 4,2 кДж ⁄ (кг × °С)):
| Диаметр трубы внутренний, мм | Тепловой поток / расход воды | Скорость потока, м/с | ||||||||||
| 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,1 | ||
| 8 | ΔW, Вт Q, кг ⁄ час |
409 18 |
818 35 |
1226 53 |
1635 70 |
2044 88 |
2453 105 |
2861 123 |
3270 141 |
3679 158 |
4088 176 |
4496 193 |
| 10 | ΔW, Вт Q, кг ⁄ час |
639 27 |
1277 55 |
1916 82 |
2555 110 |
3193 137 |
3832 165 |
4471 192 |
5109 220 |
5748 247 |
6387 275 |
7025 302 |
| 12 | ΔW, Вт Q, кг ⁄ час |
920 40 |
1839 79 |
2759 119 |
3679 158 |
4598 198 |
5518 237 |
6438 277 |
728 316 |
8277 356 |
9197 395 |
10117 435 |
| 15 | ΔW, Вт Q, кг ⁄ час |
1437 62 |
2874 124 |
4311 185 |
5748 247 |
7185 309 |
8622 371 |
10059 433 |
11496 494 |
12933 556 |
14370 618 |
15807 680 |
| 20 | ΔW, Вт Q, кг ⁄ час |
2555 110 |
5109 220 |
7664 330 |
10219 439 |
12774 549 |
15328 659 |
17883 769 |
20438 879 |
22992 989 |
25547 1099 |
28102 1208 |
| 25 | ΔW, Вт Q, кг ⁄ час |
3992 172 |
7983 343 |
11975 515 |
15967 687 |
19959 858 |
23950 1030 |
27942 1202 |
31934 1373 |
35926 1545 |
39917 1716 |
43909 1999 |
| 32 | ΔW, Вт Q, кг ⁄ час |
6540 281 |
13080 562 |
19620 844 |
26160 1125 |
32700 1406 |
39240 1687 |
45780 1969 |
53220 2250 |
58860 2534 |
65401 2812 |
71941 3093 |
| 40 | ΔW, Вт Q, кг ⁄ час |
10219 439 |
20438 879 |
30656 1318 |
40875 1758 |
51094 2197 |
61343 2636 |
71532 3076 |
81751 3515 |
91969 3955 |
102188 4394 |
112407 4834 |
| 50 | ΔW, Вт Q, кг ⁄ час |
15967 687 |
31934 1373 |
47901 2060 |
63868 2746 |
79835 3433 |
95802 4120 |
111768 4806 |
127735 5493 |
143702 6179 |
159669 6866 |
175636 7552 |
| 70 | ΔW, Вт Q, кг ⁄ час |
31295 1346 |
62590 2691 |
93885 4037 |
125181 5383 |
156476 6729 |
187771 8074 |
219066 9420 |
250361 10766 |
281656 12111 |
312952 13457 |
344247 14803 |
| 100 | ΔW, Вт Q, кг ⁄ час |
63868 2746 |
127735 5493 |
191603 8239 |
255471 10985 |
319338 13732 |
383206 16478 |
447074 19224 |
510941 21971 |
574809 24717 |
638677 27463 |
702544 30210 |
На основании предыдущего примера и данной таблицы выберем диаметр трубы отопления. Нам известно, что минимально необходимая тепловая мощность для комнаты площадью 20 м² равна 3710 Вт × час.
Смотрим таблицу и ищем ближайшее значение, которое соответствует рассчитанному тепловому потоку и оптимальной скорости движения жидкости.
Получаем внутренний диаметр трубы 12 мм, который при скорости движения теплоносителя 0,5 м ⁄ с обеспечит расход 198 кг ⁄ час.
Расчет диаметра трубы отопления для магистрали
- Расчет системы отопления производится после того, как определены теплопотери каждого отапливаемого помещения, выбран тип нагревательных приборов, они размещены на плане этажей, определены вид системы и места расположения магистралей и стояков.
- Рассмотрим простой пример:
Посчитав суммарную требуемую мощность, можно определить диаметр трубы по таблице:
| Диаметр труб, дюймов | Расход теплоносителя, л ⁄ мин | Тепловая нагрузка, кВт |
| 1 ⁄ 2 | 5,7 | 5,5 |
| 3 ⁄ 4 | 15 | 14,6 |
| 1 | 30 | 29,3 |
В помещении А мощность тепловой нагрузки составляет 3,3 кВт, соответственно, нужный диаметр трубы 1 ⁄ 2 дюйма (2).
В помещении В мощность тепловой нагрузки составляет 16,4 кВт, соответственно, нужный диаметр трубы 3 ⁄ 4 дюйма (1).
Для магистрали (3) необходимо сложить суммарные мощности помещения А и В. Получаем 20,2 кВт. Соответственно, диаметр труб должен быть 1 дюйм.
Правильный выбор диаметра труб отопления поможет сэкономить средства. Чем меньше диаметр труб, тем меньше цена на фитинги к ним. Однако, не стоит необоснованно занижать сечение труб — это приведет к снижению коэффициента полезного действия (КПД) всей отопительной системы.