Диаметры труб для разных схем отопления частного дома

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.

Чтобы определить диаметр труб для отопления вам понадобится схема с расставленными значениями тепловой нагрузки на каждом элементе

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

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.

Формула расчета диаметра трубы отопления

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.

Двухтрубная схема отопления двухэтажного дома. Правое крыло (кликните для увеличения размера) Двухтрубная схема отопления двухэтажного дома. Левое крыло (кликните для увеличения размера)

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

Таблица для расчета диаметра полипропиленовых труб отопления. Режим работы 80/60 с дельтой температур 20оС (кликните для увеличения размера)

1. 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.
2. 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.
3. 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).

Таблица для расчета диаметра полипропиленовых труб отопления. Режим работы 75/60 и дельта 15 °C (кликните для увеличения размера)

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.

Таблица для расчета диаметра труб отопления

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

1. 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.
2. 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.
3. На третьем радиаторе нагрузка уже 10,5 кВт. Определяем сечение — все те же 20 мм.
4. На четвертый радиатор, судя по таблице, идет уже 15 мм: 10,5 кВт-2 кВт=8,5 кВт.
5. 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)

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.

Определение диаметра труб системы отопления — непростая задача

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.

Таблица соответствия разных типов труб (кликните для увеличения размера)

По этой таблице вы легко определите внутренние диаметры труб системы отопления и их маркировку.

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.

Диаметр труб можно просто подобрать следуя определенному правилу (кликните для увеличения размера)

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.

Необходимый диаметр труб для разных систем отопления

Схемы отопления

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.

Принципы выбора диаметра труб отопления

На функциональность отопительной системы влияют многие факторы, в том числе скорость перемещения теплоносителя по трубопроводу. Этот параметр, в свою очередь, зависит от размера сечения труб, из которых выполнен отопительный контур. Планируя монтаж автономной системы теплоснабжения, необходимо правильно подобрать все ее элементы начиная с котельного агрегата, а также грамотно вычислить диаметр трубы для отопления частного дома с учетом особенностей выбранной схемы подключения батарей. Разберемся, как рассчитать диаметр трубы, пользуясь формулами и таблицами.

Особенности выбора сечения отопительных труб

Функция трубопровода заключается в транспортировке теплоносителя от котла, где он нагревается, к отопительным приборам и обратно в котел. При этом важно правильно подобрать диаметр труб для отопительной системы в частном доме. Ошибки в подборе сечения снижают КПД системы, что ведет к перерасходу топлива и увеличению нагрузки на котельный агрегат.

От диаметра трубы отопления зависит, как поток теплоносителя будет перемещаться по системе. Размер сечения трубопровода влияет:

1. На скорость потока. Если теплоноситель движется медленно, приборы отопления, расположенные на максимальном удалении от котла, не могут полноценно прогреваться, а поднимать температуру жидкости в системе свыше установленных пределов нельзя. Высокая скорость потока приводит к возникновению турбулентности в изгибах трубопровода, из-за чего возникает неприятный шум. Важно добиться равномерного, без завихрений, потока жидкости и оптимального распределения тепловой энергии по отопительным радиаторам.
2. На общий объем теплоносителя. Для гидравлической системы отопления необходимо использовать трубы увеличенного сечения, чтобы не было серьезной потери скорости движения жидкости из-за трения о внутреннюю поверхность трубопровода. Чем больше диаметр трубопровода, тем больше объем жидкости в системе. Соответственно будет возрастать расход энергоносителя на ее нагрев до расчетных температур. Если выбрать слишком большое сечение трубопровода, давление в системе будет настолько низким, что теплоноситель не сможет циркулировать.
3. На гидравлические потери. При использовании в системе труб различного диаметра, на их стыках возникает разность давления. Это повышает гидравлические потери. Тот же эффект наблюдается, если полипропиленовые трубы соединены с нарушением технологии монтажа. Из-за формирования наплывов на внутренней поверхности стыка происходит заужение рабочего сечения.

Чтобы избежать финансовых потерь при переделке отопительной системы, КПД которой отказалось низким, необходимо грамотно выполнить расчет диаметра трубы для отопления. Рекомендуется обратиться к профессионалам, которые подберут необходимые диаметры труб на основании точных тепловых и гидротехнических расчетов, воспользоваться специализированной программой-калькулятором либо вычислить параметры самостоятельно, по стандартным формулам.

Расчет тепловой мощности

Определить нужное сечение полимерных или металлических труб для отопления частного дома небольшой площади можно без каких-либо сложных вычислений. Необходимо лишь учесть, что:

• для гравитационной системы внутренний размер труб должен составлять 30–40 мм;
• в системах закрытого типа с циркуляционным насосом внутренний диаметр трубопровода делают меньшим, чтобы обеспечить оптимальные показатели скорости потока жидкости и давления.

Чтобы подобрать диаметр труб для теплоснабжения частного дома большой площади, нужно использовать несколько формул. Они помогут выполнить примерные расчеты.

Обратите внимание на дельту температур. Для ее расчета берется средняя температура воздуха на улице в зимнее время, характерная для данного региона, и комфортная температура в доме (она должна соответствовать санитарным значениям).

При предварительном вычислении тепловой мощности используют поправочный коэффициент К, значение которого поможет найти таблица:

Скорость перемещения теплоносителя

Чтобы тепловая энергия распределялась по приборам отопления равномерно, необходимо обеспечить оптимальный уровень напора в трубопроводе. Грамотно подобрать сечение трубы поможет расчет оптимальных параметров скорости потока жидкости в трубопроводе.

Оптимальная скорость перемещения теплоносителя находится в диапазоне от 0,36 до 0,7 м/с, поскольку чрезмерная интенсивность движения жидкости (более 1,5 м/с) оборачивается шумом в трубопроводе, а недостаточно быстрое перемещение (до 0,2 м/с) ведет к дополнительным потерям тепла, снижает КПД системы отопления и провоцирует ее завоздушивание.

Расчет диаметра отопительного трубопровода индивидуального дома

Разберемся, как рассчитать диаметр трубы отопления. Для этого используем формулу:

Для удобства и наглядности воспользуйтесь таблицей:

По формуле или таблице можно приблизительно определить, какой диаметр трубы выбрать для отопления, причем речь идет о внутреннем (рабочем) сечении. Тепловой поток (показатель тепловой мощности) рассчитывается по формуле, приведенной выше, а скорость перемещения теплоносителя следует подбирать в рамках рекомендуемого диапазона.

Важный момент! У стальных и металлических труб принято указывать внутренний диаметр. При этом производители указывают внешний диаметр полипропиленовой трубы для отопления, определяя размер ее сечения.

Таким образом, полипропиленовые трубы для отопления должны иметь диаметр полезного сечения, вычисленный по формулам и таблице. А чтобы определить внешний диаметр ПП труб и купить в магазине соответствующую продукцию, к расчетному внутреннему диаметру прибавляют две толщины стенки трубы. Параметры стенок указывает производитель. Следует учесть, что для отопительных систем допускается использование только армированной стекловолокном или металлопластиковой трубы.

Обратите внимание: сечение трубопровода рассчитывается без учета шероховатости внутренних стенок трубопровода. Это имеет значение, если материал трубопровода – медь или сталь. А трубы полипропиленовые, из которых обычно монтируются отопительные коммуникации в частном доме, характеризуются идеально гладкой внутренней поверхностью и устойчивостью к накоплению отложений. Поэтому поправками на шероховатость трубопровода можно пренебречь.

К результату, полученному в ходе предварительного расчета диаметров труб отопления, рекомендуется добавить 10–15%. Это запас на модернизацию, на появление в системе дополнительных компонентов в дальнейшем.

Размеры и характеристики полипропиленовых труб делают их удачным выбором для монтажа отопительной системы с принудительным движением теплоносителя. Гравитационное отопление чаще обустраивают, используя металлические трубы. При этом важно рассчитать массу трубопровода, используя специальную программу или пользуясь таблицей.

В гравитационной системе требуется установить вертикальный разгонный стояк, верхняя часть которого должна располагаться выше других элементов системы минимум на 1,5 метра. И диаметр разгонного стояка из полипропилена должен быть на размер больше диаметра трубопровода магистрали.

Чтобы выбор диаметра труб для системы отопления был максимально точным, следует рассчитывать систему, используя специальную программу-калькулятор, или обратиться к профессионалам.

Двухтрубный контур

Рассчитывая оптимальный диаметр труб в двухтрубном отоплении, следует учитывать, что отводы к радиаторам лучше выполнить из труб меньшего сечения по сравнению с основной магистралью. За счет этого:

• увеличивается скорость движения теплоносителя (это важно для гравитационной системы);
• повышается интенсивность циркуляции жидкости в приборе отопления;
• радиатор более равномерно прогревается (это принципиально при нижнем подключении).

Обычно размеры магистрали и отводов в двухтрубной схеме составляют следующие пары: 25 и 20 мм, 20 и 16 мм.

Расчет сечения можно выполнить самостоятельно, принимая во внимание:

1. Площадь помещения. На обогрев 1 кв. м требуется 0,1 кВт мощности котельного агрегата при условии стандартной высоты потолка 2,5 м. Чем мощнее котел, тем больше может быть длина и сечение трубопровода.
2. Уровень теплопотерь. Если отсутствует утепление, требуется нагревать жидкость в контуре до более высоких температур, чтобы компенсировать утечку тепла. Если нужен приблизительный расчет, к мощности котла, которую определили на предыдущем этапе, добавляют 20%.
3. Скорость движения теплоносителя. Среднее значение из рекомендуемого диапазона составляет 0,6 м/с. В этом случае поток движется равномерно и бесшумно.
4. Скорость остывания теплоносителя. Берется разница между температурой подачи и обратки, в среднем это 80 °С и 60 °С соответственно. В расчетах используется разница температур в 20 градусов.

Для расчетов используется специальная формула, где есть постоянная величина 304,44.
Чтобы вычислить условный проход трубопровода, возведенный в квадрат, необходимо 304,44 умножить на расчетную мощность котла, а затем разделить на теплопотери теплоносителя и на скорость потока. Из полученного результата требуется извлечь квадратный корень, и мы получим внутренний диаметр трубы магистрали.

Для примера сделаем подбор диаметра отопительных труб для индивидуального дома площадью 140 кв. м.

D2 = 304,44х(140х0,1 кВт + 20%)/20/0,6 = 375,476

D= √375,476 = 19,4 мм.

Таким образом, для магистрали подойдет стальная или медная труба диаметром 20 мм либо полипропиленовая с внутренним диаметром от 20,4 мм. Ее наружный диаметр зависит от толщины стенки и определяется по таблице. А диаметр отводов на радиаторы будет на шаг меньше. Выбирать полимерные трубы по толщине стенок следует с учетом рабочего давления в системе. Для автономного отопления достаточно труб PN10.

Однотрубный контур

Прежде чем выполнять подбор диаметра отопительных труб, учтите различие между двумя видами однотрубных контуров – гравитационным и с принудительной циркуляцией.

В самотечной системе с открытым расширительным баком используются трубы с большим рабочим проходом. Для полипропиленовых изделий минимальный внешний диаметр составляет 32 мм.

Чтобы обеспечить равномерное движение теплоносителя, на некоторых участках нужно использовать трубы меньшего диаметра. Сбалансированный контур в большом доме требует сложных гидротехнических расчетов.

Сравнение систем с однотрубным и двухтрубным контуром

К преимуществам однотрубной системы подключения приборов отопления традиционно относят меньшую протяженность контура, благодаря которому снижаются расходы на монтаж. Фурнитура в обоих случаях используется одинаковая, в однотрубной системе ее может быть задействовано даже больше за счет установки байпаса.

При этом за экономию на протяженности трубопровода потребуется заплатить низким КПД системы. Это означает, что затраты на эксплуатацию однотрубного отопления заметно выше по сравнению с двухтрубным.

Гильзы для трубопровода

Гильза – дополнительный элемент, который устанавливается в местах прокладки трубопровода через стену. Она исключает механические нагрузки на трубопровод при усадке дома и снижает теплопотери. Если труба из полипропилена или иного материала не контактирует со стеновой конструкцией, не тратится тепловая энергия на ее нагрев.

Рассмотрим, как подобрать диаметр гильзы. Важно, чтобы между внешней поверхностью трубы и внутренней поверхностью гильзы оставался воздушный зазор. Он необходим для термического расширения элементов. Разница диаметров полипропиленовой трубы и гильзы должна составлять не менее 4 мм. Посчитаем: если выбранная на основании расчетов ПП труба имеет внешнее сечение 20 мм, то внешние размеры гильзы должны составлять от 24 мм. Монтируется выбранная гильза в отверстие в стене с использованием негорючего теплоизолятора. В зависимости от материала конструкций, это может быть базальтовая вата, монтажная пена или цементный раствор.

Зная, как правильно рассчитать параметры трубопровода, можно самостоятельно спроектировать и смонтировать автономную отопительную систему.

Диаметры труб для разных схем отопления частного дома

Как подобрать диаметр трубы для отопления

В этой статье рассказано, как подобрать диаметр трубы для металлопластиковой и полипропиленовой трубы для частного дома площадью до 300 кв.м. Но вы также можете выбирать диаметры иных труб, учитывая внутренний диаметр иного трубопровода.

Как правильно подобрать диаметр трубы указано в примерах ниже.

Какого диаметра выбрать трубы зависит также от критериев системы отопления об этом тоже написано ниже (смотри раздел Критерии выбора диаметров).

Все очень просто и не нужно даже делать гидравлический расчет, о котором написано тут: Гидравлический расчет системы отопления

Вы можете воспользоваться формулой для нахождения диаметра или можете сократить время на расчеты и просто выбрать диаметр по таблице ниже.

Формула по нахождению диаметров трубопровода

Скорости теплоносителя выбраны для потерь напора 150 Па/м, ниже пояснение, почему выбирается такая скорость.

В котловой ветке можно увеличивать скорость теплоносителя до уровня экономического обоснования (например, до 1 м/сек.). Потому что на котловой ветке стоимость арматуры может быть выше и потери напора можно превысить, потому что это не влияет на равномерное разделение расходов между разветвленными ветками.

Выбор диаметра трубопровода по таблице

Зная только мощности отопительных приборов(радиаторов) или теплопотери помещения, можно выбрать диаметр трубы из таблицы ниже:

Диаметры для полипропиленовой трубы

Диаметры для металлопластиковой трубы

Схема для примера выбора диаметра

Описание примера выбора диаметров

Каждый радиатор подключается трубой МП16 мм., потому что мощность радиатора не превышает 3200 Вт, указанная в таблице по выбору диаметров. (смотри таблицу выше). Если радиатор превысит мощность 3200 Вт, то выбираем МП20 мм. Если мощность радиатора равна 4000 Вт, то выбираем МП20 мм.

Диаметр участка трубы Б-В, отмеченные красными буквами. Участок трубы между 2 и 3 радиатором.

Участок трубы Б-В доставляет теплоноситель 3 и 4 радиатору. Суммарная мощность этих радиаторов 2000 Вт + 2000 Вт = 4000 Вт.

Для участка трубы Б-В выбирается МП20 мм., потому что мощность участка трубы 4000 Вт больше 3200 Вт и меньше 6700 Вт. (см. таблицу выше).

Диаметр участка трубы А-Б

Мощность участка А-Б = сумма мощностей 2,3 и 4 радиаторов = 2000 + 2000 + 2000 = 6000 Вт.

Для участка трубы А-Б выбирается МП20 мм., потому что мощность участка трубы 6000 Вт больше 3200 Вт и меньше 6700 Вт. (см. таблицу выше).

Диаметр участка трубы А-Г

Суммарная мощность 1,2,3 и 4 радиаторов = 3000 + 2000 + 2000 + 2000 = 9000 Вт.

Для участка трубы А-Г выбирается МП26 мм., потому что мощность участка трубы 9000 Вт больше 6700 Вт и меньше 12400 Вт. (см. таблицу выше).

Диаметр участка трубы Д-Е

Суммарная мощность 6 и 7 радиаторов = 1500 + 1500 = 3000 Вт.

Для участка трубы Д-Е выбирается МП16 мм., потому что мощность участка трубы 3000 Вт не превышает 3200 Вт.

Диаметр участка трубы Г-Д

Суммарная мощность 5,6 и 7 радиаторов = 3000 + 1500 + 1500 = 6000 Вт.

Для участка трубы Г-Д выбирается МП20 мм., потому что мощность участка трубы 6000 Вт больше 3200 Вт и меньше 6700 Вт.

Диаметры трубы для котловой линии

Расчет диаметров выбирается исходя из скорости течения теплоносителя, потому что экономический расчет показывает, что в котловой линии устанавливается много арматуры, которая стоит дороже арматуры меньшего диаметра. Также в котловом контуре мы можем прибавить гидравлическое сопротивление, и это не скажется на расходах между радиаторами, потому что это одна главная линия, в которой не нужно делать балансировку расходов.

Мощность всех радиаторов = 3000 + 2000 + 2000+ 2000 + 3000 + 1500 + 1500 = 15000 Вт.

Мощность котлового контура выбирается по скорости 0,7 м/сек.

Выбираем МП26 мм., потому что мощность участка трубы 15000 Вт больше 11700 Вт и меньше 18500 Вт. (см. таблицу выше для котлового контура).

Если проблематично использовать большой диаметр, то можно ограничится скоростью 1 м/сек. Например, вы используете металлопластиковую трубу, а диаметров на 40 мм. нет, то можно выбирать диаметр по скорости 1 м/сек. Также бывает арматура на диаметр 40 мм. может сильно превосходить цены, которые окупятся не скоро. Дешевле будет купить более мощный насос на компенсацию этих потерь. Также бывает, что выгоднее тратить больше электроэнергии, чем купить дорогую арматуру, которая будет окупаться более 20 лет.

Критерии выбора диаметров

Для какой системы отопления подходят эти диаметры:

Дом до 300 кв.м. 10 х 10 метров. Периметр дома 40 метров.

Мощность системы отопления до 30 кВт.

Двухтрубная тупиковая система отопления только для радиаторов. Без теплых водяных полов.

Температурный перепад радиаторов 15-20 градусов.

На радиаторах термостатические(0,5 Kvs) и балансировочные(1,1 Kvs) клапана. Смотрите Kvs в паспортах.

Длина трубы от котла до последнего радиатора не превышает 30 м.

Циркуляционный насос wilo star 25/4 с электрокотлом с малым гидравлическим сопротивлением.

С газовым настенным котлом со своим насосом до 30 кВт.

Пояснение автора разработавшего таблицу выбора диаметров

Просматривая различные цепи систем радиаторного отопления дома в 200-300 кв.м. до 30 кВт. Понял, что не существует какого-то универсального подхода выбора диаметров.

Если смотреть хорошо работающие цепи систем отопления и пытаться найти особенности в диаметрах, то ничего особенно совпадающего нет, и не может быть.

Смотрим по скоростям, они в диапазоне от 0,2 до 0,7 м/сек.

Смотрим по потерям на метр трубы, они тоже в диапазоне от 20 до 250 Па/м.

Как видим зацепиться не за что. Диапазоны скоростей и потерь напора слишком большие.

На котловом контуре от 0,7 – 1,0 м/сек. На следующей линии раздачи от котла(тройник, коллектор) около 0,4-0.5 м/сек. Это соответствует 150 Па/м. Конечно допускается вынужденное снижение движение скорости теплоносителя до 0,15 м/сек.

Радиаторная ветка обязательно должна иметь балансировочные клапана до 1,1 Kvs

Вы знаете, что насосом 25/4 можно заряжать радиаторную систему отопления на 30 кВт.

Если вы покупаете насос 25/6, то вы за 10 лет потратите электроэнергию по деньгам примерно равную 8 тыс. рублей. Экономия по трубам маленького диаметра может быть разная. Большой диаметр может окупиться лет через 20. Если вы на дом 250 кв.м. поставили 2 насоса 25/6 то тут явно, вы что-то напутали с диаметрами. Потому что можно насосом 25/4 отопить дом 250 кв. м. если это касается только радиаторной системы отопления.

Там где начинаются ответвления необходимо делать потери напора в трубопроводе 150 Па/м. В котловой линии можно пренебречь потерями напора в пользу снижения диаметров, которые не повлияют на равномерное распределение расходов между радиаторами. Также снижение диаметров приводит к существенному снижение цены арматуры на котловой линии.

В некоторых коротких ветках можно допускать потери напора 250 Па/м. но в таком случае нужно делать точный гидравлический расчет с применением программы симулятора системы отопления

Если вы будите рассчитывать 250 Па/м. то это может привести к менее равномерно разделенным расходам между радиаторами. В некоторых случаях, вы не сможете настроить систему балансировочными клапанами. Также возможны большие потери, что приведет к выбору более мощного насоса.

Потери напора в 150 Па/м. прогнозируют диаметры, которые дают возможность более равномерно поделить расходы между радиаторами. Конечно, при таком выборе диаметров обязательно понадобиться ставить балансировочные клапана на радиаторах, чтобы настроить расходы между радиаторами. Существует возможность выбрать диаметры, чтобы не заниматься настройкой балансировочных клапанов, но в таком случае диаметры получаются очень большими и система отопления получается дорогой по цене. Как выбрать диаметры, чтобы уменьшить балансировочную настройку поможет программа симулятор системы отопления

250 Па/м. дает возможность сэкономить на материалах. Но чтобы сэкономить, нужно делать более точные расчеты, а это время или деньги, которые заплатите проектировщику. Получается, что можно выбрать большой диаметр, тем самым сэкономив время или деньги на гидравлическом расчете.

Если у вас уже смонтирована система отопления, и она плохо работает, то вы можете протестировать цепь системы отопления в программе. Проще говоря, провести аудит системы отопления в программе симуляторе системы отопления

Некоторые сантехники или специалисты говорят, что нельзя допускать низкую скорость течения теплоносителя в трубах из-за того, что может быть завоздушивание системы отопления. Они отчасти правы. Но вот по скорости движения некоторые сантехники заблуждаются, если говорят, что скорость должна быть не менее 0,5 м/сек. Я находил справочники, где указывается скорость 0,2 м/сек. Для того, чтобы удалялся воздух по течению теплоносителя. Возьмем, к примеру, теплый водяной пол, указывают минимальную скорость 0,15 м/сек. В горизонтальном участке теплого водяного пола с такой скоростью не происходит завоздушивания. На моем опыте воздух вообще самопроизвольно удалялся в воздушных петлях, если его было не так много, чтобы была циркуляция. Бывают случаи, только при первом пуске не получается запустить некоторые ветки из-за воздушных петель(где труба поднимается вверх и потом опускается вниз). Воздушные петли в системе отопления делать нельзя. Если у вас есть воздушные петли, то тогда придется покупать более мощный насос, чтобы создавая напор выгонять воздух с таких воздушных петель. Я имею ввиду петли высотой 250 мм до 1,5 м.

Есть еще одна особенность, каждое увеличение диаметра приводит к удвоению мощности. Можно посмотреть таблицу и в этом убедиться. При этом площадь сечения внутреннего диаметра не увеличивается вдвое.

Предупреждаю, что возможны погрешности в расчетах диаметра по таблицам

Таблицы по выбору диаметров имеет некоторую погрешность в выборе диаметров. Но задача была дать людям алгоритм выбора диаметров без точного гидравлического расчета. А точный гидравлический расчет можно выполнить в программе симуляторе.

Эта статья написана специалистом в области расчетов систем отопления и водоснабжения имеющий опыт более 10 лет. Разработавший и запроектировавшый более 100 схем систем отопления. Также специалист имеет собственно разработанное программное обеспечение по расчету отопления: Подробнее о программе

Реклама услуг по расчету

Вы можете обратиться за услугами по расчету диаметров для вашей системы отопления сюда: Оставить заявку на расчет

Какой диаметр труб лучше использовать для теплоснабжения частного дома

В вопросе проектирования системы теплоснабжения частого дома, как показывает практика, мелочей быть не может. Любая мелочь в таком вопросе может оказать большое влияние на работоспособность всего оборудования. Так, неправильный просчет теплопотерь здания влечет за собой неправильный подбор оборудования, а ошибка в расчете мощности отопительного котла и количества радиаторов приводит нарушению тепловому балансу строения. Именно поэтому, так много внимания уделяется расчетам оборудования, в том числе подбору диаметр труб для системы отопления.

Почему нужно правильно подбирать диаметр труб отопления

Самая простая система индивидуального отопления дома состоит из: котла, радиаторов отопления, расширительного бака и трубопроводов, соединяющих все эти элементы. И если для котла, бака и радиаторов имеются относительно простые формулы расчета, по которым проводится подбор параметров, то относительно труб необходимо серьезно начинать изучать теплотехнику.

Дело в том, что именно от правильно подобранного размера труб зависит то, как будет работать отопление. И в тоже время, здание будет обеспечено теплом в отопительный сезон. Если расчеты будут проведены правильно, то оборудование будет работать сбалансировано. Температура в помещениях будет стабильной даже в самые прохладные дни, и при этом потребление энергоносителей будет небольшим. Другое дело, если диаметр труб будет меньше необходимого – здание будет плохо прогреваться. Соответственно, отопительный котел для достижения нормальной температуры будет работать в критическом режиме.

Когда диаметр магистральных труб будет больше необходимого, это будет создавать проблемы другого характера. Увеличенный объем труб заполняется теплоносителем, объем которого больше расчетного. А это означает, что и теплопотери при транспортировке его к батареям будут значительными. В этом случае заметно увеличится потребление топлива. Следовательно, это совсем не будет означать повышения температуры в доме.

Методы расчета размера труб отопления частного дома

Разбираться в том, как правильно подобрать диаметр труб для отопления в доме стоит с анализа основных понятий и терминов, которые будут использоваться при расчетах. Система отопления вещь довольно сложная, но и в том то и дело, что все сложное состоит из простых и понятных формулировок и формул. Для начала стоит уяснить, что именно представляет собой частный дом и какие системы отопления с жидким теплоносителем могут в нем монтироваться.

Сегодня нет строго определенного базового проекта частного дома. В свою очередь, архитектурные бюро предлагают одно, двух, и даже трехэтажные дома. Но для расчета всех составных частей отопления важно не то, сколько этажей в дома, а из какого материала он будет построен. По мимо этого, какого характера будут потери тепла в доме. А еще сколько тепла должен вырабатывать котел, какие радиаторы отопления будут установлены в помещениях и какого типа будет смонтирована система отопления.

При расчетах за основу берутся все параметры, влияющие на температурный режим в доме. Прежде всего, начиная от коэффициента климатической зоны, где расположено здание, и заканчивая, как будет подаваться теплоноситель в каждое отдельное помещение.

Полный и правильный расчет диаметра труб для системы отопления

Для этого потребуются следующие отправные данные:

• Внутренний объем каждого отапливаемого помещения и суммарный объем здания в целом;
• Минимальная потребность в тепловой энергии в доме в целом и во всех отдельных помещениях по отдельности (тепловая мощность);
• Расчетные теплопотери здания в период максимальных морозов
• Тепловая мощность отопительного котла – номинальная тепловая мощность, указанная в паспорте агрегата изготовителем;
• Тепловая мощность приборов отопления – радиаторов, батарей, сварных регистров как суммарная для всего здания, так и по отдельным помещениям;
• Показатели тепловой нагрузки трубопровода, отдельных его элементов и участков;
• Общий объем системы отопления в литрах;
• Скорость движения теплоносителя в трубопроводах;
• Максимальное и минимальное давление в контуре;
• Коэффициент сопротивления системы;
• Производительность циркуляционного насоса;
• Теплоемкость материалов системы отопления;

Рассчитать объем отапливаемого помещения можно по формуле расчета объема из курса геометрии средней школы:

V – Объём помещения;

h – максимальная высота потолков в комнате.

Для расчета суммарной площади здания используется формула:

Где, V_общ – общий объем отапливаемого помещения;

V1 – Vn – объемы отапливаемых отдельных помещений здания.

Тепловая мощность необходимая для обогрева помещения принимается из расчета 100 ватт мощности на 1 квадратный метр площади комнаты. Таким образом если помещение имеет площадь 25 квадратных метров, то тепловая мощность, необходимая для отопления его должна равняться:

100 вт Х 25 кв.метров = 2500 вт

Поправочные коэффициенты при расчете тепловых потерь здания

При расчете тепловых потерь здания берутся табличные поправочные коэффициенты. А они зависят от места расположения постройка. Чем южнее климатическая зона, тем ниже поправочный коэффициент:

• Для южных районов – 0,7=0,9;
• В северо-западных регионах и областях схожих по своим климатическим характеристикам умеренной зимы – 1,2;
• Для регионов с суровой зимой со средней температурой -18 о С – -25 о С или районов Западной, Центральной и Восточной Сибири – 1,5;
• И в районах Крайнего Севера и районов высокогорья – 2;

В расчетах коэффициента теплопотерь (К) также учитывается и то, как утеплено здание, ведь от теплоизоляции потери тепла значительно сокращаются. В зависимости от качества теплоизоляции может использоваться следующий коэффициент:

• Качественное утепление фасада, установленные энергосберегающие окна и двери, утеплена кровля – 0,6-0,9;
• Утепление сделано частично, что соответствует кирпичной кладке в два кирпича – 1,0-1,9;
• Здание без утепления, стены соответствуют кладке в один кирпич – 2,0-2,9;
• Сборно-щитовые здания, времянки, строительные вагончики – 3,0-4,0.

Еще одним показателем, важным при проведении вычислений выступает тепловая мощность системы отопления или контура. Для ее вычисления применяется формула:

Q= тепловая мощность системы

V= суммарный объем отапливаемого здания;

K= коэффициент теплопотерь постройки;

Dt = разница температуры внутри здания и средней минимальной температурой самых холодных пяти дней зафиксированных в регионе за все время метеорологических наблюдений;

860 = константа позволяющая перевести результат в систему измерений использующий единицу мощности ватт.

Подобно этой формуле может использоваться и другая, альтернативная, которая учитывает и особенности здания:

Q – тепловая мощность системы;

S – отапливаемая площадь здания;

B – высота стен внутри помещений;

C – применяемый для здания коэффициент потерь тепловой энергии;

X – поправочный региональный климатический коэффициент;

E – количество установленных в здании входных дверей;

F – количество установленных в здании окон;

Расчет диаметра труб отопления для частного дома

Теперь, когда найдены все данные можно приступить к расчету диаметра труб отопления для частного дома. Расчет делается по следующей формуле:

D — диаметр магистральной трубы;

∆t° — разница между температурой подачи нагретого теплоносителя на выходе из котла и температурой обратки, на входе в котел;

Q — необходимое количество тепловой энергии необходимой для обогрева помещения;

V — скорость перемещения теплоносителя внутри магистрального трубопровода.

Применение этой формулы позволяет вычислить искомую величину диаметра трубы для системы отопления частного дома. Правда, нужно отметить, что данная формула отлично применима для одноэтажного строения с атмосферной системой отопления.

Методики вычисления диаметра труб

Большое количество данных и сложные формулы не всегда удобны для вычисления диаметра трубы и прокладки магистрали. Существуют и другие методы, позволяющие определить, какие размеры труб можно использовать для монтажа отопления. Сегодня для расчета используются следующие методики:

• Табличная методика позволяет определить диаметр с использованием готовых таблиц. В расчете берутся во внимание скорость движения теплоносителя, объем тепловых потерь, мощности отдельного прибора отопления или всей системы;
• Методика вычисления на основании расчета тепловой мощности системы;
• С учетом коэффициента гидравлического сопротивления контура движению теплоносителя.

Табличные и справочные данные

Все эти методики используют стандартизованные табличные и справочные данные. Которые дают возможность быстро определить подходящий диаметр трубы.

Использование таблиц и справочников можно назвать одним из 5 секретов теплотехников. Именно по ним, они безошибочно вычисляют номенклатуру труб для системы.

Для работы со справочной таблицей, необходимо прежде всего вычислить общую тепловую мощность здания в целом и по каждому помещению. Второй секрет заключается в том, что в контуре отопления теплоноситель имеет определенный диапазон скорости движения. Понятие сложное, но на практике это звучит так – если вода движется слишком медленно, помещение просто не будет прогреваться. Так как в системе будут постоянно образовываться воздушные пробки. Поэтому минимально допустимая скорость движения теплоносителя, при котором все элементы будут работать сбалансировано – это 0,3 метра в секунду.

С другой стороны, если теплоноситель будет двигаться слишком быстро, например, под давлением циркуляционного насоса. В этом случае, сами радиаторы и трубы будут издавать, очень слышимые звуки, что тоже не очень хорошо. Поэтому, верхний предел скорости движения принято считать 0,7 метра в секунду. Вот этот промежуток скорости потока с 0,3 до 0,7 м/с и принято брать как оптимальный для контура отопления в частном доме.

Пример для определения нужного размера диаметра трубы

К примеру, можно взять двухэтажный дом с общей площадью 75 метров. Площадь первого этажа 50 метров, второй занимает 25 метров отапливаемой площади.

Теперь, когда известны все данные по таблице можно определить нужные размеры труб. Общая площадь дома – 75 м 2 множатся на 100вт, в результате получается 7500 ватт общей тепловой мощности, для этого показателя размер трубы должен быть не меньше 25 мм. Для контура первого и второго этажей ее диаметр может быть меньше, поскольку для показателя 5000 и 2500 применимы 20 мм трубы.

Какие трубы устанавливаются в доме

Что нужно, чтобы теплоноситель циркулировал с оптимальной скоростью? Немного, просто учитывать рекомендации теплотехников при подключении радиаторов и разводки труб.

Так, учитывая то, что большинство систем монтируется при помощи полипропиленовых труб, а в маркировке у них указывается внешний диаметр, стоит учитывать:

• Подключение одного отдельного или максимум двух отдельных радиаторов делается трубой 16 мм;
• Ответвления одного мощного, до 7 кВт или нескольких небольших по мощности приборов по 1,2-2,0 кВт каждый, но не более 5 штук в крыле можно использовать пластиковую трубу 20 мм;
• Труба 25 мм применима, как для группового подключения батарей, так и для прокладки магистрали. Она может соединить один-два мощных радиатора до 15 кВт или до 7-8 небольших, суммарной мощностью 11-12 кВт. Она применяется для отдельных ответвлений или направлений;
• Трубы 32 мм используется в качестве основной магистрали для отдельного объекта – здания или этажа. К ней подключаются до 12 штук батарей мощностью 19-20 кВт.
• К трубам диаметром 40 мм подключаются до 20 отопительных приборов суммарной мощностью 30 кВт.

Еще одним показателем, о котором нужно помнить в расчетах – это гидравлическое сопротивление. Для одноэтажного дома это необязательно будут повороты и изгибы, даже при прямой прокладке трубы давление внутри нее на разных участках может меняться. Кроме того, в радиаторах могут образовываться воздушные пробки. Потому что, они просто не будут проталкиваться напором жидкости. Поэтому при подборе диаметра трубопроводов учитывается и установка нагнетательных насосов. Они будут поддерживать нужную скорость движения теплоносителя и компенсировать гидравлическое сопротивление.

Так, для здания с отапливаемой площадью 150-180 кв. метров для преодоления гидравлического сопротивления и поддержания нормального давления подходит насос мощностью 25-40 вт. Он обеспечит напор до 0,4 атмосфер. Для площади до 300 метров устанавливается насос мощность 45-60 вт, обеспечивающий давление до 0,6 атмосфер.

Материалы и типы трубы для отопления

Правильный выбор труб влияет на многие эксплуатационные характеристики системы. Конечно же начиная от теплоотдачи и заканчивая объемом потребляемых энергоресурсов. Здесь нужно помнить и о таком показателе, как теплопотери системы. Так как это напрямую зависит от того из чего сделаны эти самые трубы.

На сегодняшний день наиболее чаще всего используются:

• Трубы из различных видов стали;
• Полипропиленовые;
• Медные.

До недавнего времени сталь была единственным доступным материалом труб. Сегодня стальные трубы хоть и считаются самыми прочными и надежными, но в основном применяются в системах открытого типа. Но, несмотря на большой ассортимент продукции в малоэтажном домостроении в основном используются трубы малого и среднего диаметра. Да и размеры свыше 100мм в основном применяется для изготовления регистров, а не прокладки магистралей.

Сталь применяется в двух вариантах – обычном исполнении из черного металла и в виде нержавеющей стали. Сегодня сталь используется меньше. Во-первых, все больше стали использоваться замкнутые системы вместо открытых. А во-вторых, для монтажа требуется специальное оборудование и квалифицированный сварщик. Стальные трубы в основном используются небольших диаметров. Но это в свою очередь поднимает другие проблемы. Например, высокий коэффициент гидравлического сопротивления, ведь внутри при сварке образуются наплывы и сужения, которые невозможно удалить.

Полимерные трубы

Полимерные трубы постепенно вытесняют стальные из-за все большей доступности и удобства пользования. Для этого материала многие производители дают 15 летнюю гарантию на целостность труб и почти 20 летнюю на соединения. Для пайки не требуется высокая квалификация, достаточно иметь специальный паяльник и посмотреть 2-3 обучающих ролика. Но и у этого материала есть свои минусы. Первый, заключается в небольшом ассортименте продукции. Для пайки отопления в частном доме применяются максимально трубы диаметром 75 мм. Второй минус заключается в правильном подборе материала. Довольно часто трубы имеют небольшую стенку, ее толщина часто бывает всего 2,-2,3 мм чего явно недостаточно для контура отопления закрытого типа с напором 1,2-1,4 бар. Третий момент заключается в специфике самого материала. Он не такой жесткий, как металл, поэтому для двухэтажных домов обычно его стараются не использовать.

Медные трубопроводы отопления

Медные трубопроводы отопления и в недалеком прошлом были не очень популярны, поскольку с этим материалом работать очень сложно. В отличие от стали и полипропилена медь паяется, а делать это правильно умеет далеко не каждый сварщик. Но, как бы там ни было, медь это один из самых лучших материалов для отопления. Он отлично нагревает воздух, он пластичен и даже при замерзании воды трубопровод не сразу разрывает, медь пластичный материал и способный растягиваться под давлением воды. Но с другой стороны, медь очень агрессивный металл, при соприкосновении с алюминием он начинает окисляться и начинает процесс коррозии. К тому же он очень дорогой если сравнивать с другими видами материалов.

Прокладка и соединение полипропиленовых труб

Особенностью расчетов параметров труб из полипропилена является то, что в проектах указывается наружный размер трубы. Перед монтажом просчитывается все точки пайки, и по возможности уменьшается количество изгибов и поворотов. Если же невозможно уменьшить количество изгибов, например, при обводе трубы вертикальной разводки делается обвод из специального фигурного элемента. Стоит отметить, что пластиковые полипропиленовые системы имеют большое количество доборных единичных элементов, способных удовлетворить любые запросы и обеспечить выполнение всех задач. При пайке переходов с одного диаметра трубопровода на другой, или установке ответвлений на отдельные направления в наборах имеются системы тройников, переходников и соединительных муфт, позволяющих сделать такие переходы максимально просто.

Технологически пайка начинается с прокладки и фиксации труб от котла отопления. Здесь делается установка муфт подключения и отрезков до коллекторов и запорных кранов. После этого делается разводка. Сначала паяются трубы большого диаметра, потом отводки меньшего. Для работы рекомендуется использовать все элементы одного производителя, в таком случае есть возможность свести к минимуму ошибки из-за некачественных деталей.

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.

Расчет тепловой мощности системы 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:

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)):