Диаметр труб для отопления в частном доме из различных материалов — расчет и выбор диаметра, характеристики изделий
Для отопления
Автор Trubtraid.ru Опубликовано 08.09.2017 Обновлено 25.03.2018
Меню:
- Подбор диаметра труб, что будет если не правильно выбрать?
- Основные характеристики труб
- Как рассчитать?
- Давление и температура в системе отопления
- Установка и разводка системы — монтаж
- Как спрятать трубы
- Выводы
- Видео
Проектирование и возведение отопительного контура — сложная задача. При ее решении важно учесть все существующие нюансы. Прежде всего нужно определиться с диаметром труб для отопления частных домов или квартир. Это важна как для однотрубной, так и для двухтрубной системы.
Подбор диаметра труб, что будет если не правильно выбрать?
Занимаясь проектированием отопительной схемы, нужно максимально снизить возможные потери тепла, чтобы уменьшить энергетические затраты. Некорректно созданная система работает неэффективно. Температура в помещении не станет больше, а энергетические расходы будут избыточными.
Расчёт диаметров труб отопления
При создании отопительных контуров учитывают не только химические свойства материалов изготовления каналов, но и показатель их диаметра. Этот показатель играет важнейшую роль. От него зависит насколько эффективно будет работать система. Сечение каналов сильно влияет на гидродинамику. Его выбору нужно уделить достаточно внимания.
Бытует мнение, что чем значительнее сечение каналов, тем лучше циркулирует носитель в них. Однако, это совершенно не так. Чрезмерный размер диаметра труб, подключаемых к газовым или электрическим котлам, ведет к снижению давления в системе. В результате радиаторы не получают достаточного объема тепла.
Если вам нужно обустроить отопительный контур в частном доме, нужно определиться с типом подачи носителя. Если здание подключается к муниципальной тепловой магистрали, процесс проектирования и монтажа будет схож с обустройством системы в квартире.
Автономная система отопление может иметь различные схемы. Выбор показателя сечения каналов напрямую зависит от них. Габариты конструкций для систем с естественным типом циркуляции носителя различается от вариантов на основе применения насосов.
Основные характеристики труб
Все существующие каналы имеют несколько параметров сечения. Нужно понимать это. В противном случае вы сможете ошибиться, и приобрести совсем те конструкции, которые вам нужны.
Существуют следующие параметры сечения конструкций:
- внутреннее;
- внешнее;
- условное.
Ключевым параметром считается внутренний диаметр канала. На его основе производят расчет показателя пропускной способности конструкции. Наружное сечение также учитывают при планировании контура. Оно очень важно при монтаже системы. Условным сечением называют округленный показатель диаметра.
Выбор диаметра труб для отопления.
Как правило, его указывают в дюймах.
Выбирая каналы для создания отопительного контура, нужно понимать, что к изделиям, произведенных из разных материалам, используют разные измерительные системы. К примеру, чугунные и стальные конструкции маркируются исключительно по показателю внутреннего сечения, а медная и полимерная продукция — по наружному диаметру.
Кроме того, пластиковые каналы бывают различных видов.
На сегодняшний день производятся следующие виды полимерных труб:
- полипропиленовые;
- металлопластиковые;
- полиэтиленовые.
Пластиковые конструкции могут обладать различными техническими характеристиками. Наиболее удобными для создания отопительной системы являются трубы из армированного полипропилена. Но металлопластиковые и полиэтиленовые конструкции также применяются для решения этой задачи. Перед тем сделать выбор в пользу одной или другой продукции, детально изучите ее особенности. Только так можно подобрать наиболее оптимальный вариант.
Ниже ознакомьтесь с таблицей соответствия диаметров труб, сделанных из разных материалов. Она поможет вам сделать правильный выбор.
Таблица соответствия наружных диаметров и условных проходов стальных и полимерных труб
Чаще всего показатель сечения указывают в дюймах. Это распространяется на все виды каналов. Не забывайте, что один дюйм составляет 25.4 мм.
Как рассчитать?
Для проведения правильных расчетов нужно учитывать величину тепловой нагрузки. Считается, что для создания в помещении нормального температурного режима хватит ста ватт на квадратный метр. Это справедливо для комнат со высотой потолка раной два с половиной метра.
Таким образом для отапливания помещений размером двадцать пять квадратных метров нужно 2.5 кВт тепловой энергии. Подбор каналов можно осуществить с помощью таблицы ниже.
Исходя из табличных данных для отапливания комнат размером двадцать пять квадратных метров нужно использовать полудюймовые конструкции.
Давление и температура в системе отопления
При создании автономных систем вы сами определяете необходимую температуру носителя в контуре. Какой-либо утвержденной нормы нет. Этот показатель зависит не только от условий окружающей среды и ваших собственных предпочтений, но и от значения коэффициента теплопередачи батарей. Это параметр наиболее низкий у конструкций из чугуна.
Биметаллические изделия характеризуются средним значением коэффициента. Самый высокий параметр у батарей, сделанных из алюминия.
Чтобы рассчитать необходимое вам число радиаторов и количество секций у них нужно учитывать паспортную тепловую мощность. Его задают исходя из того, что температура носителя будет составлять семьдесят пять градусов.
В принципе, указанный температурный режим — оптимальный. Но если изменятся условия внешней среды, его нужно изменять в большую или меньшую сторону. В зависимости от обстоятельств. Регулировка температуры позволит вам создать более комфортные условия в помещении, и снизить энергетические издержки.
Если для создания отопительного контура вы выберете полипропиленовые каналы, учтите, что температурный режим внутри них не должен превышать девяноста пяти градусов.
Чтобы сделать работу системы более эффективной лучше увеличить число батарей или секций у них, чем повышать температуру носителя выше указанной отметки.
Чтобы обеспечить нормальное функционирование контура следите за показателем давления. Для автономных систем его значение должно быть от 1.5 до 2 атмосфер. Если давление поднимется выше, это может привести к возникновению аварийной ситуации. В результате каналы и другое оборудование выйдет из строя.
Для контроля за показателем давления нужно использовать манометр. Расширительные баки позволят вам избежать возникновения недопустимого в системе напора.
Установка и разводка системы — монтаж
Для возведения отопительного контура в частном доме нужно учесть некоторые детали. Существуют разные схемы разводки системы. Важно, выбрать и спроектировать наиболее оптимальный вариант. Циркуляция носителя бывает естественной и принудительной. В некоторых случаях удобен первый вариант, в других — второй.
Естественная циркуляция происходит за счет изменения плотности жидкости. Горячий носитель характеризуется меньшим показателем плотности. Вода, направляющаяся по обратному пути, более плотная. Таким образом нагретая жидкость поднимается по стояку и двигается по горизонтальным магистралям. Они монтируются под небольшим углом, составляющем не более пяти градусов.
Уклон позволяет перемещаться носителю методом самотека.
Схема отопления, работающая на основе естественного циркулирования, считается самой простой. Для выполнения ее монтажа не нужно обладать высокой квалификацией. Но она подходит только для зданий небольшой площади. Длина магистрали в этом случае не должна превышать тридцать метров. Из минусов этой схемы можно выделить низкое давление внутри системы и необходимость применять каналы значительного сечения.
Принудительная циркуляция подразумевает наличие специального циркуляционного насоса. Его функция — обеспечивать перемещение носителя по магистрали. При реализации схемы с принудительным движением жидкости не нужно создавать наклона контура. Из ее недостатков можно выделить энергетическую зависимость системы.
Если произойдет отключение электричества, движение носителя в системе будет затруднено. Поэтому желательно, чтобы в доме присутствовал собственный генератор.
Разводка бывает:
- Однотрубной.
- Двухтрубной.
Первый вариант реализуется через последовательное протекание носителя через все радиаторы. Такая схема является экономной. Для ее реализации потребуется минимальное число труб и фасонных частей к ним.
Однотрубная схема имеет ряд недостатков. Вы не сможете регулировать подачу носителя для каждой батареи. По мере отдаления от котла радиаторы будут менее теплыми. Преодолеть эти дефекты можно.
Для этого нужно воспользоваться так называемой «Ленинградской» схемой разводки.
Она подразумевает монтаж обходных труб и запорной арматуры на каждом радиаторе. Такой принцип позволяет обеспечить бесперебойную циркуляцию носителя при отсечении какой-либо батарее.
Установка двухтрубной схема отопления в частном доме заключается в подключении к каждому радиатору обратного и прямого тока. Это увеличивает расход каналов примерно в два раза. Но реализация этого варианта позволяет регулировать теплоотдачу в каждой батарее. Таким образом, будет возможность отрегулировать температурный режим в каждом отдельно взятом помещении.
Двухтрубная разводка бывает нескольких видов:
- нижняя вертикальная;
- верхняя вертикальная;
- горизонтальная.
Нижняя вертикальная разводка подразумевает пуск по полу нижнего этаже здания или его подвалу подающий контур. Затем от основной магистрали по стоякам носитель идет вверх попадает в радиаторы. От каждого прибора идет «обратка», доставляющая остывшую жидкость к котлу. Реализуя эту схему, нужно установить расширительный бак. Также есть необходимость в монтаже на всех приборах отопления, находящихся на верхних этажах, кранов Маевского.
Верхняя вертикальная разводка устроена иначе. От отопительного агрегата жидкость идет на чердак. Далее носитель движется вниз через несколько стояков. Он идет через все радиаторы и возвращается в агрегат по магистральному контуру. Чтобы удалять из это системы воздух нужен расширительный бак.
Эта схема более эффективная, чем предыдущая. Поскольку внутри системы присутствует более высокий показатель давления.
Горизонтальная схема разводки двухтрубного типа с принудительной циркуляцией наиболее популярная.
Она бывает трех разновидностей:
- с лучевым распределением (1);
- с попутным перемещением жидкости (2);
- тупиковой (3).
Вариант с лучевым распределением состоит в соединении каждой батареи с котлом. Такой принцип работы наиболее удобный. Тепло равномерно распределяется во всех помещениях.
Вариант с попутным движением жидкости довольно удобный. Все магистрали, идущие к радиаторам обладают равной длиной. Регулировка такой системы достаточно простая и удобная. Для монтажа данной разводки нужно приобрести значительное количество каналов.
Последний вариант реализовывается путем использования небольшого числа каналов. Минус — значительная длина контура от дальней батарее, что усложняет регулировку функционирования системы.
Как спрятать трубы
При возведении отопительных контуров многие собственники думают о том, как спрятать трубы отопления в частном доме. Эту задачу можно решить разными способами.
Чаще всего для скрытой установки каналов прибегают к:
- использованию декорированных конструкций;
- закрытию каналов под гипсокартоном;
- скрытию изделий под панелями подвесных потолков;
- монтажу под фальш-полом;
- скрытию конструкций в стенах здания.
Выбор метода зависит от множества факторов. Желательно проконсультироваться со специалистами по решению данной проблемы. Необходимо учитывать множество деталей. В том числе, материалы из которых сделано здание. Это может быть кирпич, газобетон и т. д.
Выводы
При проектировании и монтаже отопительных систем нужно учитывать каждую деталь. В этом деле не бывает мелочей, на которые можно закрывать глаза. Допущенные на этапе планирования ошибки приведут к серьезнейшим последствиям. В итоге вам придется выполнять перепланировку контура, демонтировать старую систему, и устанавливать новую. Этап проектирования должен выполнять компетентный и опытный специалист.
Источник: trubtraid.ru
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.
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.
- 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)
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.
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.
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.
Источник: teplowood.ru
Каким диаметром трубы лучше сделать отопление в доме
Эффективность работы отопительной магистрали зависит от мощности котла, радиаторов, параметров арматуры. Подходящий диаметр труб для отопления определяется посредством онлайн-программ или самостоятельных расчетов, а также технических показателей и материала. Зная все нюансы, собственник дома может подобрать качественные и надежные изделия.
Сложности выбора диаметра трубопровода
Основная сложность подбора диаметра заключается в особенностях планирования магистрали. Учитываются:
- наружный показатель (медь и пластик) – поверхность арматуры может отдавать тепловые потоки в помещение;
- внутренний диаметр (сталь и чугун) – позволяет рассчитать пропускные характеристики отдельного участка;
- условные параметры – округленное значение в дюймах, нужно для теоретических подсчетов.
Для определения сечения учитывают, что на 1 м2 помещения тратиться 100 Вт энергии.
Зависимость размера от скорости теплоносителя
Выбор показателя диаметра определит пропускную способность магистрали с учетом рекомендованной скорости 0,4-0,6 м/сек. При этом учитывается, что при скорости менее 0,2 м/сек образуются воздушные пробки, а при скорости более 0,7 м/сек есть риск повышения давления теплоносителя.
Насколько равномерно распределяется тепловая энергия по контуру и определяет диаметр патрубков. Чем он меньше, тем быстрее движется вода, но у скоростных показателей есть ограничение:
- до 0,25 м/сек – в противном случае есть риски появления воздушных пробок и невозможности их удаления спускниками, теплопотерь в комнате;
- не больше 1,5 м/сек – теплоноситель в процессе циркуляции будет шуметь;
- 0,36-0,7 м/сек – эталонная величина скорости теплоносителя.
Для контроля интенсивности циркуляции без повышения диаметра патрубков используется циркуляционный насос.
Параметры объема теплоносителя
Для систем с естественной циркуляцией лучше выбрать арматуру с увеличенным диаметром. Это снизит потери тепла в процессе трения воды о внутреннюю поверхность. При использовании данного приема следует учесть, что при увеличении объема воды повышаются затраты энергии на ее нагревание.
Гидравлические потери
Явление возникает, если трубопровод сделан из пластиковых изделий разного диаметра. Причина заключается в разности давлений на местах стыков и увеличению гидравлических потерь.
Формула вычисления диаметра магистрали
Правильное определение диаметра трубы, используемой для магистрали отопления многоквартирного или частного дома, производится на основании таблицы и формулы. При работе с таблицей нужно ориентироваться на зеленые клеточки – в них указана оптимальная скорость давления теплоносителя.
Расчет производится по формуле D= √(354*(0.86*Q/∆t)/V), где:
- V – скорость жидкости в трубе (м/с);
- Q – нужное количество тепла для обогрева (кВт);
- ∆t – разница между обратной и прямой подачей (С);
- D – диаметр трубы (мм).
В качестве примера можно рассмотреть двухэтажный дом с четырьмя крыльями (по 2 на этаж), подключенный к двухтрубной системе с суммарными теплопотерями 36 кВт, 20 кВт из которых приходится на обогрев 1-го этажа, 16 кВт – второго. Для коммуникаций использовался полипропилен, они работают в режиме 80/60 при температуре 10 градусов.
- Весь объем воды приходится на участок соединения первой ветки с котлом. Это общее количество тепла, равное 38 кВт.
- По таблице нужно найти данную строчку и соответствующие зеленые ячейки. При данных параметрах необходимый диаметр – 40 и 50 мм. Выбор делается в пользу меньшего.
- По развилке видно количество тепла на первом (20 кВт) и втором (16 кВт) этажах. Сечение трубной арматуры по таблице – 32 мм.
- Поскольку на каждом этаже 2 крыла, контур разделен на два ответвления. Для первого этажа 20/2=10 кВт на крыло, для второго – 16/2=8 кВт на крыло.
- По таблице определяется диаметр – 25 мм, используемый до момента падения нагрузки до 5 кВт, потом – 20 мм.
Расчеты для обратки не нужны – используются трубы с аналогичными параметрами.
Важные технические характеристики труб
Качественный обогрев помещения невозможен без учета технических характеристик оборудования. Их можно рассмотреть на примере стандартных изделий из полипропилена марки РN 20 и 30.
| Диаметр снаружи, мм | РN 20 | РN 30 | ||
| Диаметр внутри | Толщина стенок | Диаметр внутри | Толщина стенок | |
| 16 | 10,6 | 2,7 | ||
| 20 | 13,2 | 3,4 | 13,2 | 3,4 |
| 25 | 16,6 | 4,2 | 16,6 | 4,2 |
| 32 | 21,2 | 5,4 | 21,2 | 3 |
| 40 | 26,6 | 6,7 | 26,6 | 3,7 |
При теплоносителе со скоростью 0,4 м/сек требуется учитывать тепловую мощность изделий различного диаметра. При наружных параметрах 20 мм вырабатывается 4,1 кВт, при 25 мм – 6,3 кВт, при 32 мм – 11,5 кВт, при 40 мм – 17 кВт.
Порядок расчета коллектора отопления и монтажных гильз
Коллектором отопления оснащается квартира или частный дом. Устройство обеспечивает разводку теплоносителя по нескольким веткам. Расчет коллектора производится вместе с сечением труб по наружному или внутреннему размеру на основании принципа «трех диаметров» – трубы на трассе удаляются друг от друга на 6 радиусов каждый. Диаметр коллектора также равен этой величине.
Параметры гильз вычисляются после установления сечения магистрали. Элементы подбираются с учетом материала стены и арматуры, степени расширения при нагревании. Например, диаметр трубы из пластика – 20 мм, гильзы – 24 мм.
Последовательность вычисления сечения отопительных магистралей
Для коммуникаций с циркуляционными насосами понадобится учесть объем теплоносителя в системе, общую протяженность теплотрассы, эталонную скорость потока, теплопередачу отопления, мощность оборудования, величину сопротивления и давление без насоса.
Чтобы выяснить размер изделий, понадобится сделать поправку на снижение КПД – сопротивления поворотов, изгибов и фитингов. Вычисления можно проводить по формуле H = λ(L/D)(V2/2g), где:
- Н – высота нулевого давления без напора в м;
- λ – коэффициент сопротивляемости труб;
- L – длина магистрали;
- D – внутренний диаметр трубы в мм;
- V – скорость потока в м/с;
- g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2.
В процессе исчислений минимальных потерь тепла нужно проверить несколько вариантов диаметров на предмет минимального сопротивления.
Характеристики материалов для изготовления труб
Производители выпускают трубопроводы из нескольких типов материалов.
Полимерные
Изделия, для которых используется пластиковый материал – сшитый или обычный полиэтилен. После вычислений можно установить, какой диаметр пропиленовых труб нужен для отопления частного дома в зависимости от типа оборудования:
- одна или две батареи – 16 мм;
- радиатор или группа радиаторов с мощностью 1-2 кВт (стандартные), до 5 батарей мощностью до 7 кВт – 20 мм;
- плечо тупиковой разводки (крыло дома), радиаторы до 8 шт. общей мощностью до 11 кВт – для отопления лучше использовать пропиленовые трубы диаметром 25 мм;
- один этаж (до 12 радиаторов с общей мощностью до 19 кВт) – 32 мм;
- магистраль из 20 радиаторов до 30 кВт мощностью – 40 мм.
Толщина стенок полимерных изделий подбирается по параметрам давления в сети и бывает 1,8-3 мм.
Стальные
Отличаются прочностью и хорошей теплоотдачей, но сложны в плане монтажа. Поверхность арматуры из нержавейки не подвергается коррозии, характеризуется гладкостью. Стальная отопительная арматура по ГОСТ 3262-75 классифицируется по наружному диаметру, от которого зависит толщина стенок. Данные указаны в таблице.
| Наружный диаметр | Толщина стенок | ||
| Легкие | Стандартные | Усиленные | |
| 21,3 | 2,5 | 2,8 | 3,2 |
| 26,8 | 2,5 | 2,8 | 3,2 |
| 33,5 | 2,8 | 3,2 | 4 |
| 42,3 | 2,8 | 3,2 | 4 |
| 48 | 3 | 3,5 | 4 |
Стандартные и легкие модификации применяются для организации квартирного или домашнего отопления.
Медные
Материал отличается хорошей теплопроводностью, стойкостью к коррозии, способностью к растяжению. При замерзании теплоносителя системы может работать, сохраняя герметичность. Особенности размеров медной арматуры указаны в таблице.
| Диаметр, мм | Толщина стенки, мм | Вес м.п., гр |
| 15 | 1,5 | 391 |
| 18 | 2 | 480 |
| 22 | 2 | 590 |
| 28 | 2,5 | 1420 |
| 42 | 3 | 1700 |
Чтобы провести отопление, стоит использовать медную арматуру со стенками 1,5-2 мм.
При наличии 5-8 радиаторов в квартире и 2-3 развилок в частном доме можно самостоятельно вычислить диаметр трубы для отопительной магистрали. С этой целью допускается работать с формулами и таблицами. Организация сложной системы с несколькими уровнями предусматривает использование специальных онлайн-программ.
Источник: strojdvor.ru
Диаметр трубы для отопления
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
Источник: infosantehnik.ru