Трубы для систем отопления: выбор материала

Содержание

1. Как сделать правильный выбор?
2. Основные критерии выбора
3. Сталь: следуем традициям или делаем грамотный выбор?
4. Стальные трубы – прошлый день
5. Медь: эффективность выше цены
6. Медные трубы в отоплении – эффективно и дорого
7. Трубы из «нержавейки» – разумное качество по адекватной цене
8. Полипропилен: простота монтажа и температурные ограничения
9. Трубы из полипропилена – нюансы в температурных диапазонах
10. PEX (сшитые из полиэтилена трубы) – новые технологии
11. Сшитый полиэтилен (PEX-труба): монтаж, достоинства и недостатки
12. Металлопластиковый трубопровод: что нужно знать при выборе?
13. Трубы из металлопластика – наилучшее соотношение показателей
14. Выводы и рекомендации
15. Влияние типа и размера трубы на работу системы
16. Материал труб
17. Металлические
18. Полимерные
19. Оптимальный размер, температура и давление
20. Мощность котла и контура
21. Методики расчета
22. Что нужно знать для расчета
23. Порядок расчета
24. Вычисление тепловой мощности системы
25. Скорость воды в трубах
26. Расчёт сопротивления отопительного контура
27. Расчет отопительного коллектора
28. Двухтрубный контур в квартире многоэтажки
29. Двухтрубный контур в частном доме
30. Однотрубная система
31. Сравнение однотрубной и двухтрубной систем
32. Как выбрать диаметр труб для отопления
33. Как выбрать диаметр трубы отопления
34. Расчет для двухтрубной системы
35. Определение диаметра труб для однотрубной системы с принудительной циркуляцией
36. Особенности расчета сечения металлических труб
37. Для чего это необходимо
38. Формулы
39. Скорость теплоносителя
40. Тепловая мощность
41. Пример расчета
42. Подбор диаметра трубы для отопления
43. Итоги

Как сделать правильный выбор?

Прежде чем определиться, какие трубы нужны для отопления, следует тщательно подойти к изучению их основных качеств. В данном случае выбор будет определяться тем, какой вид отопительной системы был изначально предусмотрен строительным планом.

Здесь мы постараемся перечислить основные критерии, которые помогут остановиться на оптимальном варианте при выборе труб системы отопитления:

• вид отопительной системы – самотечная либо принудительная;
• способ установки – снаружи либо внутри стен;
• разновидность системы – сложная либо упрощенная;
• максимальное и среднее давление в отопительной системе;
• максимальный и средний температурный показатель.

Опираясь на вышеприведенные данные, следует дать оценку каждому типу в отдельности, остановив свой выбор на наиболее подходящем варианте для помещений и решив для себя, какой трубой делать отопление.

Основные критерии выбора

Сегодня, на российском строительном рынке достаточно легко можно приобрести трубы для отопления в частном доме из следующих материалов:

• Стали.
• Меди.
• Полипропилена.
• Металлопластика.
• Полиэтилена.

Каждый из вышеупомянутых материалов имеет свои достоинства и недостатки.

Подбирая изделия для СО, следует иметь следующие данные: тип системы обогрева (принудительная, гравитационная); максимальные показатели температуры и давления в контуре; способ монтажа; схема СО (однотрубная, двухтрубная).

Для того чтобы понять, какие трубы лучше для отопления в квартире или частном доме, необходимо рассмотреть их эксплуатационные и технические характеристики. Ниже, представлена таблица параметров наиболее распространенных материалов.

Далее, рассмотрим различные типы трубопровода, применяемого для организации СО более подробно.

Сталь: следуем традициям или делаем грамотный выбор?

Стальные элементы СО установлены в большинстве многоквартирных и частных домов нашей необъятной, которые были сданы до конца прошлого века. Такой выбор обусловлен был, прежде всего, отсутствием альтернативы. Не стоит относиться к стальному трубопроводу с предубеждением. Применение стали является единственно правильным и оправданным решением при создании гравитационных отопительных систем, а также СО с высокими показателями по давлению и температуре. Основными плюсами стального трубопровода являются:

• Устойчивость к скачкам давления в контуре.
• Долговечность.
• Сравнительно невысокая стоимость.
• При замерзании теплоносителя в контуре есть возможность отогревания при помощи открытого огня.

Кроме этого, сталь обладает низким коэффициентом расширения при воздействии высоких температур. Другими словами: стальные изделия не деформируются если температура теплоносителя в СО приближается к точке кипения.

Несколько слов о стоимости. Стальные трубы стандартного диаметра ¾ или 1 ¼ дюйма, по цене не ниже аналогичных из металлопластика или армированного полипропилена. А вот уже свыше этих размеров, изделия из стали становятся дешевле полимерных изделий. В связи с особенностями самотечных (гравитационных) СО, диаметр трубы для отопления частного дома, чаще всего предполагается более 1 ¼ , поэтому применение стали более чем обоснованно.

Несмотря на массу очевидных достоинств, у стального контура есть и недостатки, а именно:

• Нестойкость к коррозии.
• Сложность монтажа.
• Требовательность к теплоизоляции при ведении трубопровода через неотапливаемые помещения.
• Малый срок службы (до 15 лет).

Кроме этого, стальному трубопроводу сложно придать необходимую геометрию без нагрева или специального оборудования, что резко увеличивает сметную стоимость СО. Монтаж контура производится при помощи сварки или посредством скрутки, которая сопровождается приобретением фасонных изделий и трудоемкой нарезкой резьбы.

Сегодня, для увеличения стойкости к коррозии некоторые производители оцинковывают стальные элементы, которые применяются для организации СО и ГВС.

Совет: Всегда создавайте контур из металла если существуют сложности с контролем нагрева теплоносителя.

Стальные трубы – прошлый день

Монтаж отопительной системы из стальных труб

Прочность, надежность и высокая стойкость к экстремальным температурам – основное достоинство такого материала, ведь повредить механическим путем металлические трубы довольно сложно. Также малое линейное расширение дает возможность не включать в отопительную систему компенсаторы.
Однако помимо плюсов, стальные трубы имеют еще и негативные отличия:

1. Основным минусом здесь можно считать сложность установки данных элементов, так как соединения этих строительных материалов между собой потребуют работы со сварочным аппаратом и квалифицированных знаний в соответствующей области.
2. Приступать к монтажу системы отопления необходимо еще до начала внутренней отделки помещения. В противном случае, во время сварочных работ возрастает вероятность повредить напольное покрытие либо обои.

Если же отделка помещения была уже произведена, а отопительная система еще не установлена, лучше ставить на отопление трубы из какого-либо другого материала.

По причине того, что «черные» металлы подвержены коррозии, специалисты не советуют использовать их для внутреннего монтажа отопительных систем. Внутренняя же поверхность труб, при автономном прогревании помещений, не так подвержена воздействию со стороны водной среды. Как показывает практика, в частных строениях металлические трубы зачастую продолжают служить и после 50 лет эксплуатации, сохраняя свое первоначальное состояние.

Вопрос с теплопроводностью данного материала относят как к положительным чертам, так и отрицательным. К примеру, вода, проходящая по трубам через не отапливаемый участок, теряет значительную часть своего тепла. Такие части труб требуют дополнительной изоляции. В отапливаемых же помещениях значительная теплоотдача будет играть лишь положительную роль.
Цену на такой материал можно считать весьма приемлемой.

Медь: эффективность выше цены

Отопительный контур из медного трубопровода – это лучший выбор, для кого стоимость материала не является принципиальной. Медь превосходна в эксплуатации: при меньшем диаметре контур из данного материала не теряет прочностных характеристик.

Основным преимуществом меди является возможность использования в широком температурном диапазоне. По медному контуру может транспортироваться теплоноситель, разогретый до 500°С! Благодаря пластичности, медь прекрасно переносит расширение теплоносителя при замерзании и значительные скачки давления в системе при гидроударе. Медь имеет высокую стойкость к коррозии. Средний срок использования медных изделий достигает 100 лет, что делает их просто «вечными».

Недостатком можно считать высокую стоимость и теплопроводность данного материала. Медный трубопровод следует применять только в отапливаемых помещениях, чтобы избежать значительного снижения температуры теплоносителя. Монтаж контура производится посредством высокотемпературной пайки медной трубы с применением специального серебросодержащего припоя и флюса, что затрудняет самостоятельное создание СО.

Многие застройщики спрашивают, что лучше, трубы для отопления в частном доме, изготовленные из меди или стали? Если застройщик сможет себе позволить приобретение нужного количества отожженной медной трубы различного диаметра, то ответ однозначен: медь – лучший выбор при тщательном анализе «цена-качество».

Совет: При создании медного отопительного контура используйте только медь и ее сплавы. Недопустимо применение меди со сталью (в местах стыковки будут наблюдаться интенсивные коррозийные проявления).

Медные трубы в отоплении – эффективно и дорого

Медные трубы обладают исключительной надежностью

Если при поиске подходящих элементов для отопительной системы вы не опираетесь на цену, то в данном случае лучше всего остановить свой выбор на трубах из меди. Недаром из этого материала изготавливаются элементы теплосистем уже на протяжении долгого времени. Здесь мы приведем основные критерии, исходя из которых, профессионалы рекомендуют применять для отопления именно их:

1. Медные трубы имеют значительный температурный диапазон. Они прекрасно проводят воду, нагретую даже до температуры 500°С и не боятся минусовых показателей.
2. Внутренние стенки у труб из такого металла вовсе не поддаются коррозии, что обеспечивает им отличную износостойкость на протяжении 100 лет! Однако устанавливать элементы такого типа рекомендуется исключительно в отапливаемых помещениях из-за повышенной теплопроводности.

Стоит добавить, что самостоятельный монтаж медных труб производить не рекомендуется, так как подобные операции производятся при наличии пайки с капиллярными фитингами и серебросодержащим припоем.

Трубы из «нержавейки» – разумное качество по адекватной цене

Гофрированные трубы из «нержавейки» могут заменить радиатор отопления

Нержавеющая сталь является одним из наиболее универсальных материалов для изготовления отопительных труб. Данный тип отопительных элементов конкурирует на сегодняшний день с медью по качеству и ценовому показателю. «Нержавейка» обладает хорошей теплопроводностью, а также повышенной износостойкостью.

На рынке сегодня можно приобрести несколько видов этих строительных элементов из нержавеющей стали, различаются они между собой по методу изготовления. А посему возникает следующий вопрос: «какие трубы лучше для отопления?». Рассмотрим основные типы труб из нержавейки:

1. По наличию шва:
   • Сварные трубы – этот тип строительных элементов изготавливается посредством сварки и стального проката. Они могут быть использованы и для конструирования отопительной системы. Однако вероятность протечки данных конструкций будет более вероятна, а ремонт обойдется в немалую сумму.
   • Уязвимость таких отопительных элементов можно также обойти стороной, установив в помещении бесшовные трубы из нержавеющей стали. Хотя стоимость этих элементов будет значительно выше, нежели у сварных труб.

2. По толщине стенок. Сегодня изготовители готовы предложить своим клиентам и такие товары, как тонкостенные и толстостенные трубы из «нержавейки»:
   • Первые – отличный выбор для установки отопительной системы.
   • Толстостенные же трубы, учитывая их значительный вес, использовать не стоит по той причине, что они могут значительно усилить нагрузку на фундамент здания.

И помните, установку нержавеющих труб следует доверять специалисту, имеющему соответствующий опыт и необходимое для этого оборудование.

Полипропилен: простота монтажа и температурные ограничения

Сегодня, на российском рынке климатической техники большим спросом пользуются полипропиленовые трубы для применения в СО. Основными достоинствами данного материала является доступность и сравнительно невысокая стоимость. Кроме этого, полипропиленовая труба имеет:

• Небольшую массу, что значительно упрощает ее монтаж практически на любые поверхности.
• Высокую стойкость к коррозии, а благодаря гладкой внутренней поверхности она практически не зарастает известковыми отложениями.
• Устойчивость к низким температурам. При замерзании теплоносителя в полипропиленовом трубопроводе, он гарантированно не разморозится (при условии грамотного монтажа и качественной пайки).
• Высокую эстетичность. Отопительный контур из полипропилена не нужно красить и он с течениием времени не меняет цвет.
• Возможность самостоятельного монтажа посредством пайки специальным паяльником.

Кроме этого, полипропилен – это достаточно долговечный (в СО) материал, срок службы которого более 20 лет.

Совет: Диаметр полипропиленовой трубы для отопления частного дома, чаще всего, требуется достаточно большой. Благодаря невысокой цене и пластичности (при замерзании теплоносителя) полипропиленовая труба – это хороший выбор для дач и загородных домов с нерегулярным проживанием.

Несмотря на большое количество плюсов, полипропилен не является идеальным материалом.

• Полипропиленовые элементы СО не гнутся, а это значит, что для поворотов необходимо использовать дополнительные фитинги, что увеличивает сметную стоимость СО.
• Высокая теплопроводность. При снижении температуры, теплоноситель в контуре быстро остывает. Для поддержания комфортной температуры необходимо повышать температуру теплоносителя, что несет увеличение затрат по топливу.

Наиболее значительным недостатком полипропилена — высокие показатели линейного расширения. Под воздействием температуры более 70°С, уже смонтированная труба может провиснуть на участке между креплениями!

Совет: Применяйте полипропилен в создании СО, если фактическая температура теплоносителя в контуре не будет превышать 60°С, а давление – при максимально допустимой температуре – 10 Бар.

Трубы из полипропилена – нюансы в температурных диапазонах

Полипропилен выглядит эстетично, но не выдерживает все температурные нагрузки

Если же вы не знаете, какую трубу использовать для отопления и затратить на это минимум средств, стоит обратить свое внимание на полипропиленовые трубы. Вот некоторые положительные моменты при их использовании, которые мы перечислим:

• небольшой вес – сборка отопления из таких составляющих позволит исключить лишнюю нагрузку на фундамент строения;
• внутренние стенки труб имеют гладкую поверхность – это не дает известковому налету и коррозии ухудшать работу отопительной системы и позволяет сохранить ее первоначальное состояние на долгий период времени;
• износостойкость – срок службы полипропиленовых труб доходит до 20 лет и более;
• устойчивость к низким температурным показателям – даже при отключении отопления трубы данного типа не «размораживаются».

Однако трубы из полипропилена имеют и негативные отзывы среди покупателей:

• такие элементы не гнутся, что вынуждает использовать дополнительные фитинги в случае поворота трубы;
• непригодность к ремонту – в случае выхода из строя описываемого материала требуется его полная замена;
• невысокая термостойкость – к сожалению, резкие и сильные перепады температур довольно быстро выводят из строя полипропиленовые трубы. Необходимо отметить, что рекомендуемая температура здесь не должна быть более 70 градусов;
• необходимость наличия аппарата для сварки полипропиленовых труб;
• малая жесткость – в случае резких температурных перепадов трубы из полипропилена нередко меняют свою форму, провисая и деформируясь.

При установке в полость стен отопительных элементов, изготовленных из полипропилена, необходимо учесть, что линейное расширение пятиметровой трубы составит от 4 до 5 мм. Для сохранения внутренней отделки следует зафиксировать на трубопроводе требуемое число компенсаторов.

Советуем к прочтению:   Жировой фильтр для вытяжки: принцип работы жироуловителя, как очистить в домашних условиях

PEX (сшитые из полиэтилена трубы) – новые технологии

Подключение труб из сшитого полиэтилена к радиатору

Такой вид труб изготавливается по принципу «сшивка полиэтилена», который позволяет добиться дополнительных молекулярных связей в структуре данного материала.

Выбор труб данной категории предусматривает следующие положительные моменты при их эксплуатации:

• высокий уровень плотности полиэтилена;
• устойчивость к высокому давлению и температуре – рекомендуемая температура для таких материалов находится на уровне 90 градусов;
• возможность деформирования – в нагретом состоянии данной трубе можно придать необходимую форму, которая сохранится после остывания. Повторное увеличение температуры позволит привести элемент в первоначальный вид;
• увеличенный срок эксплуатации – данные отопительные элементы могут эксплуатироваться с сохранением всех основных их функций на протяжении 50 лет;
• незначительный вес – облегчает монтаж и не создает лишней нагрузки на несущие элементы строения;
• удобство при установке – производя монтаж полиэтиленовых труб, рекомендуется применять пресс-фитинги либо резьбовые соединения, которые позволят обойтись без дополнительного оборудования.

Необходимо добавить, что PEX-трубы можно вшивать и в стены, так как полиэтилен не подвержен действию коррозии, а сами конструкции не требуют широких линейных расширений.

Сшитый полиэтилен (PEX-труба): монтаж, достоинства и недостатки

В отличие от полипропиленовых, PEX-элементы имеют прекрасную гибкость и устойчивость к высоким температурам. Благодаря высокой плотности сшитого полиэтилена, изделия из данного материала обладают:

1. Прочностью.
2. Устойчивость к высокому давлению и температурным показателям теплоносителя.
3. Долговечностью.
4. Малым линейным расширением.

Гладкая внутренняя поверхность препятствует зарастанию элементов СО, а небольшой вес способствует облечению монтажных работ. Кроме этого, элементы СО из сшитого полиэтилена устойчивы к коррозии: срок службы превышает 50 лет.

Единственным недостатком при создании контура СО из данного материала является его стоимость и необходимость в использовании фитингов. Значительная цена элементов из сшитого полиэтилена делает их менее востребованными у российского потребителя.

Металлопластиковый трубопровод: что нужно знать при выборе?

Секрет популярности трубопровода из этого материала кроется в сочетании всех достоинств стали и полимеров.
многослойна: внутренний слой выполнен из полимера, благодаря чему трубы из данного материала не подвержены зарастанию; внешний слой сделан из полипропилена, который долговечен и не требует покраски. Между слоями полимера находится металлическая (алюминиевая) фольга, армирующая многослойную конструкцию изделия.

Основные характеристики металлопластиковых элементов СО:

• Максимально допустимая температура теплоносителя — 90°С.
• Максимальное давление, которое выдерживает металлопластиковая труба при наивысшей допустимой температуре – 10 Бар.

Основные достоинства:

• Надежность.
• Долговечность.
• Отсутствие расширения при воздействии высоких температур.

Соединение участков трубопровода производится посредством латунных фитингов, которые обеспечивают простоту монтажа, но значительно уменьшают проходное сечение трубопровода. Основным недостатком данного материала является высокая стоимость непосредственно трубы и всех необходимых для монтажа фасонных изделий.

Совет: если в вашей СО предполагается высокая температура теплоносителя, то используете металлопластиковые трубы.

Трубы из металлопластика – наилучшее соотношение показателей

Монтаж отопления требует использования пресс-клещей для металлопластиковых труб

На сегодняшний день это практически лучшие трубы для отопления в своем сегменте. Обосновано такое мнение потребителей тем, что металлопластиковые трубы, благодаря многослойности своего материала, вобрали в себя самые лучшие качества.

Так, внутренняя сторона этих отопительных элементов отличается своей гладкой поверхностью, выполненной из полимерного материала. Согласно такой технологии появление какого-либо осадка внутри труб полностью исключается. Внутренний слой представляет собой изготовленную из тонкой алюминиевой фольги (0,2 – 0,3 мм) защитную пленку.

Соединяются металлопластиковые трубы посредством специального клея с высоким показателем адгезии, как к полимерной, так и к металлической основе. Благодаря такому принципу монтажа, места стыков получаются довольно эластичными и прочными.

Описывая металлопластиковые трубы, можно выделить следующие плюсы:

• внутренняя поверхность данных отопительных элементов имеет гладкую основу;
• привлекательный внешний вид – вышеназванный материал не требует покраски и сохраняет свой первоначальный цвет в течение всего срока эксплуатации;
• несложный монтаж – система устанавливается без специальных инструментов при помощи пресс-фитингов или обжимных приспособлений;
• износостойкость – собранная по всем правилам, такая отопительная система сможет прослужить более 50 лет без каких-либо поломок;
• продажа труб бухтами – если возник вопрос, какие трубы выбрать для отопления без затрат на дополнительные фитинги, то такой вариант будет наиболее оптимальным, так как позволит избежать лишних обрезаний и стыковок между отдельными элементами;
• материал не статичен – это означает, что трубы не будут передавать блуждающий ток;
• незначительный ремонт – в случае протечки или какой-либо другой поломки на участке трубы достаточно вырезать вышедший из строя кусок металлопластика и заменить его другим;
• отсутствие необходимости в линейном расширении –трубопровод без боязни можно вмуровывать в цементированные стены.

К сожалению, как и любой другой, данный материал имеет и некоторые недостатки:

• цена – по сравнению со своими конкурентами, она несколько выше;
• наличие зауженного соединения – этот изъян создает некоторое препятствие для проходимости потока воды;
• непереносимость низких температур – при замерзании металлопластиковых трубы, вода способна разорвать ее полость.

Выводы и рекомендации

Суммируя вышесказанное можно сделать выводы:

• Полипропилен обладает плохой устойчивостью к высоким температурам и поэтому может применяться в СО с пониженными температурными показателями теплоносителя. Данный недостаток исправлен в армированных изделиях.
• Полиэтиленовый трубопровод гибок и достаточно устойчив к температурным воздействиям. Для создания качественной СО из этого материала рекомендуется приобретать изделия с армирующим слоем.
• Металлопластиковый трубопровод устойчив к температурному воздействию теплоносителя, прочен и прекрасно переносит высокое давление в системе при условии правильного соединения и монтажа. Главной проблемой является высокая стоимость этого материала.
• Сталь выдерживает высокое давление, устойчивы к гидроударам и имеют сравнительно невысокую стоимость. Недостатками являются: плохая устойчивость к коррозии, большой вес и сложность в монтаже.
• Медные элементы СО – лучшие по всем показателям, среди представленных материалов. Однако высокая стоимость для большинства российских потребителей является «неподъемной».

Зная основные характеристики материалов, ориентируясь на выбранную схему и данные об используемом оборудовании можно без труда сделать правильный выбор изделий для создания грамотной, надежной отопительной системы.

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.

Советуем к прочтению:   Чудо-печка на солярке, дизельные обогреватели своими руками

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.

2. Рассчитывается суммарная мощность контура:

Часто применяется и следующая формула:

При этом региональный поправочный коэффициент берётся из следующей таблицы:

Поправочный коэффициент теплопотерь (К) напрямую зависит от теплоизоляции здания. Принято пользоваться следующими усреднёнными значениями:

• При минимальной теплоизоляции (типовая деревянная или металлоконструкция из тонкого листа) в расчёт берётся коэффициент в диапазоне от 3 до 4;
• Одинарная кирпичная кладка – 2-2,9;
• Средний уровень утепления (двойная кирпичная кладка) – 1-1,9;
• Высококачественная теплоизоляция фасада – 0,6-0,9.

Скорость воды в трубах

Равномерность распределения тепловой энергии по элементам контура зависит от того, с какой скоростью движется жидкость, и чем меньше диаметр трубопровода, тем быстрее происходит его перемещение. Существуют ограничения скоростных показателей:

• не меньше 0,25 м/сек, иначе в контуре образовываются воздушные пробки, препятствующие движению теплоносителя и провоцирующие потери тепла. При недостаточном напоре воздушные пробки не дойдут до установленных кранов Маевского и воздухоотводчиков, а, значит, они будут бесполезны;
• не более 1,5 м/сек, иначе циркуляция носителя сопровождается шумом.

Эталонный показатель скорости потока — от 0,36 до 0,7 м/сек.

На это следует ориентироваться, выбирая подходящее сечение труб. Посредством установки циркуляционного насоса появляется возможность контролировать циркуляцию теплоносителя в контуре, не увеличивая диаметр трубопровода.

Расчёт сопротивления отопительного контура

При расчёте сечения труб по коэффициенту сопротивления, первым делом определяется давление в трубопроводе:

Затем, подставляя значения диаметров труб, подбирается минимальное значение теплопотерь. Соответственно, тот диаметр, который будет удовлетворять приемлемым условиям сопротивления, и будет искомым.

Расчет отопительного коллектора

Если теплосистема предусматривает обустройство распределительного коллектора, то определение его диаметра основано на подсчёте сечений подключаемых к нему трубопроводов:

Расстояние же между патрубками коллектора должно быть равно их утроенному диаметру.

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.

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.

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

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.

Источник: utepleniedoma.com/otoplenie/raschet-diametra

Как выбрать диаметр труб для отопления

В статье рассмотрим системы с принудительной циркуляцией. В них движение теплоносителя обеспечивается постоянно работающим циркуляционным насосом.

При выборе диаметра труб для отопления исходят из того, что основная их задача — обеспечить доставку требуемого количества тепла к нагревательным приборам — радиаторам или регистрам. Для расчета нужны будут следующие данные:

• Общие теплопотери дома или квартиры.
• Мощность отопительных приборов (радиаторов) в каждой комнате.
• Протяженность трубопровода.

Способ разводки системы (однотрубная, двухтрубная, с принудительной или естественной циркуляцией).

То есть, перед тем как приступать к расчету диаметров труб, вы предварительно считаете общие потери тепла, определяете мощность котла и рассчитываете мощность радиаторов для каждой комнаты.

Нужно будет также определиться со способом разводки. По этим данным составляете схему и затем только приступаете к расчету.

На что еще нужно обратить внимание. На то, что маркируются у полипропиленовых и медных труб наружный диаметр, а внутренний вычисляется (отнимаете толщину стенки). У стальных и металлопластиковых при маркировке проставляется внутренний размер. Так что не забывайте эту «мелочь».

Как выбрать диаметр трубы отопления

Точно рассчитать, какого сечения трубы вам нужны, не получится. Придется выбирать из нескольких вариантов. А все потому, что добиться одинакового эффекта можно разными способами.

Поясним. Нам важно доставить к радиаторам нужное количество тепла и добиться при этом равномерного нагрева радиаторов. В системах с принудительной циркуляцией делаем мы это при помощи труб, теплоносителя и насоса.

В принципе все, что нам нужно, — это за определенный промежуток времени «прогнать» определенное количество теплоносителя. Тут есть два варианта: поставить трубы меньшего диаметра и подавать теплоноситель с большей скоростью, или сделать систему большего сечения, но с меньшей интенсивностью движения.

Обычно выбирают первый вариант. И вот почему:

• стоимость изделий меньшего диаметра ниже;
• с ними работать легче;
• при открытой прокладке они не так привлекают внимания, а при укладке в пол или стены требуется меньшие по размерам штробы;
• при небольшом диаметре в системе находится меньше теплоносителя, что снижает ее инерционность и ведет к экономии топлива.

Так как есть определенный набор диаметров и определенное количество тепла, которое по ним нужно доставить, каждый раз считать одно и то же — неразумно.

Потому были разработаны специальные таблицы, по которым в зависимости от требуемого количества тепла, скорости движения теплоносителя и температурных показателей работы системы, определяется возможный размер.

То есть для определения сечения труб в системе отопления находите нужную таблицу и по ней подбираете подходящее сечение.

Расчет диаметра труб для отопления производился по такой формуле (при желании можете посчитать). Затем рассчитанные значения записывались в таблицу.

Советуем к прочтению:   Жидкость для тёплого пола: как сделать своими руками водяной обогрев

Где:

D — искомый диаметр трубопровода, мм
∆t° — дельта температур (разница подачи и обратки), °С
Q — нагрузка на данный участок системы, кВт — определенное нами количество тепла, необходимое на обогрев помещения
V — скорость теплоносителя, м/с — выбирается из определенного диапазона.

В системах индивидуального отопления скорость движения теплоносителя может быть от 0,2 м/с до 1,5 м/с. По опыту эксплуатации известно, что оптимальная скорость находится в пределах 0,3 м/с — 0,7 м/с.

Если теплоноситель движется медленнее, возникают воздушные пробки, если быстрее — сильно возрастает уровень шумов. Оптимальный диапазон скоростей и выбирают в таблице.

Таблицы разработаны для разных видов труб: металлических, полипропиленовых, металлопластиковых, медных. Рассчитаны значения для стандартных режимов работы: с высокими и средними температурами. Чтобы процесс подбора был более понятен, разберем конкретные примеры.

Расчет для двухтрубной системы

Имеется двухэтажный дом с двухтрубной системой отопления по два крыла на каждом этаже. Использоваться будут полипропиленовые изделия, режим работы 80/60 с дельтой температур 20°C.

Теплопотери дома составляют 38 кВт тепловой энергии. На первый этаж приходится 20 кВт, на второй 18 кВт. Схема приведена ниже.

Справа размещена таблица, по которой определять будем диаметр. Розоватая область — зона оптимальной скорости движения теплоносителя.

Начинаем расчет.

Определяем, какую трубу нужно использовать на участке от котла до первого разветвления. Через этот участок проходит весь теплоноситель, потому проходит весь объем тепла в 38 кВт.

В таблице находим соответствующую строку, по ней доходим до тонированной розовым цветом зоны и поднимаемся вверх. Видим, что подходят два диаметра: 40 мм, 50 мм. Выбираем по понятным соображениям меньший — 40 мм.

Снова обратимся к схеме. Там где поток разделяется 20 кВт идет на 1-й этаж, 18 кВт отправляется на 2-ой этаж. В таблице находим соответствующие строки, определяем сечение труб. Получается, что обе ветки разводим диаметром 32 мм.

Каждый из контуров разделяется на две ветки с равной нагрузкой. На первом этаже вправо и влево идет по 10 кВт (20 кВт/2=10 кВт), на втором по 9 кВт (18 кВт/2)=9 кВт). По таблице находим соответствующие значения для этих участков: 25 мм.

Этот размер используется и далее до того момента, пока тепловая нагрузка не снизится до 5 кВт (по таблице видно). Далее идет уже сечение 20 мм.

На первом этаже на 20 мм переходим после второго радиатора (смотрите по нагрузке), на втором — после третьего. В этом пункте есть одна поправка, внесенная накопленным опытом — лучше переходить на 20 мм при нагрузке 3 кВт.

Все. Диаметры полипропиленовых труб для двухтрубной системы рассчитаны. Для обратки сечение не рассчитывается, а разводка делаются такими же трубами, как и подача. Методика, надеемся, понятна.

Аналогичный расчет при наличии всех исходных данных провести будет несложно. Если решите использовать другие трубы — вам понадобятся другие таблицы, рассчитанные для нужного вам материала. Можете попрактиковаться на этой системе, но уже для режима средних температур 75/60 и дельтой 15°C (таблица расположена ниже).

Определение диаметра труб для однотрубной системы с принудительной циркуляцией

Принцип остается тем же, меняется методика. Давайте используем другую таблицу для определения диаметра труб с иным принципом занесения данных.

В ней оптимальная зона скоростей движения теплоносителя окрашена в голубой цвет, значения мощностей находятся не в колонке сбоку, а внесены в поле. Потому сам процесс немного другой.

По этой таблице рассчитаем внутренний диаметр труб для простой однотрубной схемы отопления на один этаж и шесть радиаторов, подключенных последовательно. Начинаем расчет:

• На вход системы от котла подается 15 кВт. Находим в зоне оптимальных скоростей (голубой) значения близкие к 15 кВт. Их два: в строке размером 25 мм и 20 мм. По понятным причинам, выбираем 20 мм.
• На первом радиаторе тепловая нагрузка снижается до 12 кВт. Находим это значение в таблице. Получается, что от него идет дальше такого же размера — 20 мм.
• На третьем радиаторе нагрузка уже 10,5 кВт. Определяем сечение — все те же 20 мм.
• На четвертый радиатор, судя по таблице, идет уже 15 мм: 10,5 кВт-2 кВт=8,5 кВт.
• На пятый идет еще 15мм, а после него уже можно ставить 12 мм.

Еще раз обратите внимание, что в расположенной выше таблице определяются внутренние диаметры. По ним затем можно найти маркировку труб из нужного материала.

Кажется, проблем с тем, как рассчитать диаметр трубы отопления, быть не должно. Все достаточно понятно. Но это справедливо для полипропиленовых и металлопластиковых изделий — у них теплопроводность невысокая и потери через стенки незначительные, потому при расчете их во внимание не берут.

Другое дело — металлы — сталь, нержавейка и алюминий. Если протяженность трубопровода значительная, то и потери через их поверхность будут значительными.

Особенности расчета сечения металлических труб

Для больших отопительных систем с трубами из металлов необходимо учитывать потери тепла через стенки. Потери не так и велики, но при большой протяженности могут привести к тому, что на последних радиаторах температура будет совсем низкой из-за неправильного выбора диаметра.

Рассчитаем потери для стальной трубы 40 мм с толщиной стенки 1,4 мм. Потери рассчитываются по формуле:

q = k*3.14*(tв-tп)

где:

q — тепловые потери метра трубы,

k – линейный коэффициент теплопередачи (для данной трубы он составляет 0,272 Вт*м/с);

tв — температура воды в трубе — 80°С;

tп — температура воздуха в помещении — 22°С.

Подставив значения получаем:

q = 0,272*3,15*(80-22)=49 Вт/с

Получается, что на каждом метре теряется почти 50 Вт тепла. Если протяженность значительная, это может стать критическим. Понятно, что чем больше сечение, тем больше будут потери.

Если нужно учесть и эти потери, то при расчете потерь к снижению тепловой нагрузки на радиаторе добавляют потери на трубопроводе, а затем, по суммарному значению находят требуемый диаметр.

Но для систем индивидуального отопления эти значения обычно некритичны. Тем более что при расчете теплопотерь и мощности оборудования, чаще всего округление расчетных величин делают в сторону увеличения. Это дает определенный запас, который позволяет не делать столь сложных расчетов.

Важный вопрос: где брать таблицы? Почти на всех сайтах производителей такие таблицы есть. Можно считать прямо с сайта, а можно скачать себе. Но что делать, если нужных таблиц для расчета вы все-таки не нашли.

Можете воспользоваться описанной ниже системой подбора диаметров, а можно поступить по-другому.

Несмотря на то, что при маркировке разных труб указываются разные значения (внутренние или наружные), с определенной погрешностью их можно приравнять.

По расположенной ниже таблице можно найти тип и маркировку при известном внутреннем диаметре. Тут же можно будет найти соответствующей размер трубы из другого материала. Например, нужен расчет диаметра металлопластиковых труб отопления. Таблицу для МП вы не нашли. Зато есть для полипропилена.

Подбираете размеры для ППР, а потом по этой таблице находите аналоги в МП. Погрешность естественно, будет, но для систем с принудительной циркуляцией она допустима.

Для чего это необходимо

А в действительности — для чего нужен расчет диаметров труб отопления? Из-за чего просто-напросто не взять трубы заведомо избыточного размера? Так как тем самым мы обезопасим себя от чрезмерно медленной циркуляции в контуре.

Увы, у для того чтобы подхода имеется пара больших недочётов.

• Материалоемкость и цена погонного метра растет пропорционально квадрату диаметра. Затраты будут далеко не копеечными.

Увидьте: для сохранения того же рабочего давления при повышении диаметра трубы приходится увеличивать толщину стенок, что дополнительно увеличивает материалоемкость.

• Что не менее важно, увеличившийся диаметр трубопровода свидетельствует повышение количество теплоносителя и выросшую тепловую инерционность системы. Она будет продолжительнее прогреваться и продолжительнее остывать, что не всегда нужно.
• Наконец, при открытой прокладке толстых труб отопления они не очень-то украсят помещение, а при скрытой — увеличат глубину штроб в стенках либо толщину стяжки на полу.

Формулы

Потому, что мы с вами, глубокоуважаемый читатель, не посягаем на получение диплома инженера-теплотехника, не начнём лезть в дебри.

Упрощенный расчет диаметра трубопровода отопления выполняется по формуле D=354*(0,86*Q/Dt)/v, в которой:

• D — искомое значение диаметра в сантиметрах.
• Q — тепловая нагрузка на соответствующий участок контура.
• Dt — дельта температур между подающим и обратным трубопроводами. В обычной автономной системе она равна приблизительно 20 градусам.
• v — скорость потока теплоносителя в трубах.

Похоже, для продолжения нам не достаточно кое-каких данных.

Дабы выполнить расчет диаметра труб для отопления, нам необходимо:

1. Узнать, с какой большой скоростью может двигаться теплоноситель.
2. Обучиться рассчитывать тепловую мощность всей системы и ее отдельных участков.

Скорость теплоносителя

Она обязана соответствовать паре граничных условий.

С одной стороны, теплоноситель обязан оборачиваться в контуре приблизительно три раза за час. В другом случае заветная дельта температур заметно увеличится, сделав нагрев радиаторов неравномерным. Помимо этого, в сильные холода мы возьмём в полной мере настоящую возможность разморозки самых прохладных участков контура.

Иначе, избыточно громадная скорость породит гидравлические шумы. Засыпать под шум воды в трубах — наслаждение, скажем так, на любителя.

Допустимым считается диапазон скоростей потока от 0,6 до 1,5 метров в секунду; наряду с этим в расчетах в большинстве случаев употребляется максимально допустимое значение — 1,5 м/с.

Тепловая мощность

Вот схема ее расчета для нормированного теплового сопротивления стен (для центра страны — 3,2 м2*С/Вт).

• Для частного дома за базовую мощность берутся 60 ватт на кубометр помещения.
• К ним добавляется 100 ватт на каждое окно и 200 — на каждую дверь.
• Итог умножается на региональный коэффициент, зависящий от климатической территории:

Средняя температура января	Коэффициент
-40	2,0
-25	1,6
-15	1,4
-5	1
	0,8

Так, помещение объемом 300 м2 с тремя дверью и окнами в Краснодаре (средняя температура января — +0,6С) потребует (300*60+(3*100+200))*0,8=14800 ватт тепла.

Для зданий, тепловое сопротивление стен которых существенно отличается от нормированного, употребляется еще одна упрощенная схема: Q=V*Dt*K/860, где:

• Q — потребность в тепловой мощности в киловаттах.
• V — количество отапливаемого помещения в кубометрах.
• Dt — отличие температур между улицей и помещением в пик холодов.

Полезно: температуру в помещении лучше брать соответствующей санитарным нормам, уличную — среднему минимуму за последние пара лет.

• К — коэффициент утепления здания. Откуда брать его значения? Инструкция отыщется в очередной таблице.

Коэффициент утепления	Описание ограждающих конструкций
0,6 — 0,9	Пенопластовая либо минераловатная шуба, утепленная кровля, энергосберегающие тройные стеклопакеты
1,-1,9	Кладка в полтора кирпича, однокамерные стеклопакеты
2 — 2,9	Кладка в кирпич, окна в древесных рамах без утепления
3-4	Кладка в полкирпича, остекление в одну нитку

Откуда брать нагрузку для отдельного участка контура? Она рассчитывается по объему помещения, которое отапливается этим участком, одним из вышеприведенных способов.

Пример расчета

Итак, в теории мы знаем, как вычислить диаметр трубы отопления.

Давайте подтвердим теоретические знания своими руками и практикой выполним расчет для следующих условий:

• Нам нужно вычислить диаметр розлива в частном доме площадью 100 квадратных метров.
• Высота потолка в доме — 2,8 метра.
• Стенки являются кадкой газобетонными блоками марки D600 толщиной 40 см с наружной пенопластовой шубой толщиной 150 мм.

• Дом находится в Комсомольске-на-Амуре Хабаровского края (средний минимум температуры января — -30,8 С). Внутреннюю температуру примем равной +20 С.

Сначала вычислим потребность в тепловой мощности.

Утепление очевидно обеспечит тепловое сопротивление лучше нормированного, что вынудит нас обратиться к второй из приведенных схем расчета.

1. Внутренний количество дома равен 100*2,8=280 м3.
2. Дельта температур между домом и улицей в нехорошем для нас случае будет равна 50 градусам.
3. Коэффициент утепления примем равным 0,7.
4. Расчетная мощность бытового отопительного котла должна быть не меньше 280*50*0,7/860=11,4 КВт.

Осталось выполнить фактически расчет диаметра трубы для отопления. Он будет равным 354*(0.86*11,4/50)/1,5=2,4 см, что соответствует металлической ВГП трубе ДУ 25 либо полипропиленовой трубе с внешним диаметром 32 мм.

Подбор диаметра трубы для отопления

Этот метод основан не на расчетах, а на закономерности, которая прослеживается при анализе достаточно большого количества систем отопления. Это правило выведено монтажниками и используется ими на небольших системах для частных домов и квартир.

Из большинства котлов отопления выходят патрубки подачи и обратки двух размеров: ¾ и ½ дюйма. Вот такой трубой и делается разводка до первого разветвления, а дальше на каждом разветвлении размер уменьшается на один шаг.

Таким способом можно определить диаметр труб отопления в квартире. Системы обычно небольшие — от трех до восьми радиаторов в системе, максимум — две-три ветки по одному-два радиатора на каждой.

Для такой системы предложенный способ — отличный выбор. Практически также дело обстоит и для небольших частных домов. А вот если имеется уже два этажа и более разветвленная система, то приходится уже считать и работать с таблицами.

Итоги

При не очень сложной и разветвленной системе диаметр труб системы отопления можно рассчитать самостоятельно. Для этого нужно иметь данные о теплопотерях помещения и мощности каждого радиатора.

Затем, используя таблицу, можно определить сечение трубы, которая справится с подачей требуемого количества тепла. Рассечет сложных многоэлементных схем лучше доверить профессионалу.

В крайнем случае рассчитать самостоятельно, но постараться, как минимум, получить консультацию.

Источники

• https://vse-o-trubah.ru/kakie-truby-dlya-otopleniya-vybrat.html
• http://ventilationpro.ru/sistemy-otopleniya/material-dlya-sistemy-otopleniya/truby-dlya-sistem-otopleniya-chto-neobkhodimo-znat-pri-vybore-materiala.html
• https://vseotrube.ru/otoplenie/podbor-diametra
• https://truby-moskva.ru/raschet-diametra-i-razmera-trub-otopleniya.html
• https://uchebniksantehnika.ru/otoplenie/raschet-diametra-trub-otopleniia-formuly-i-primery.html

Источник: akak7.ru