Необходимый диаметр труб для разных систем отопления

Для чего это необходимо

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

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

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

Что не менее важно, увеличившийся диаметр трубопровода свидетельствует повышение количество теплоносителя и выросшую тепловую инерционность системы. Она будет продолжительнее прогреваться и продолжительнее остывать, что не всегда нужно

Наконец, при открытой прокладке толстых труб отопления они не очень-то украсят помещение, а при скрытой — увеличат глубину штроб в стенках либо толщину стяжки на полу.

Какой диаметр трубы выбрать для отопления частного дома?

Труба из полипропилена для отопления.

Одним из основных моментов при проектировании системы теплоснабжения является определение диаметра труб для отопления. От правильности расчета во многом зависит эффективность работы обогревательных элементов. Если сечение магистралей меньше оптимального, в доме будет прохладно. Слишком большой диаметр увеличивает расход энергоносителя, снижая экономичность использования отопительного оборудования.

Обоснование необходимости расчета

При составлении схемы теплоснабжения инженеры ставят перед собой две основные задачи:

1. избежать потерь тепла
2. уменьшить расход энергии

Неудачно спроектированные контуры отопления приводят к перерасходу топлива. В доме при этом далеко не всегда удается достичь комфортной температуры.

Выбор труб зависит не только от их физических и химических параметров. Очень важную роль играет и диаметр магистралей. Он напрямую влияет на гидродинамику системы, от которой и зависит уровень обеспечения теплом. Бытующее мнение о том, что большой диаметр трубы наиболее оптимален, ошибочно. Довольно часто из-за этого давление в системе падает, и радиаторы попросту не могут обогреть помещение.

В частных домах сечение рассчитывают на основании вида подачи теплоносителя. При подключении к централизованным магистралям теплоснабжения за основу берут те же принципы, что и при проектировании квартиры

Для организации автономного теплоснабжения принимают во внимание схему подачи и вид труб. Существуют различия в принудительной и гравитационной системе циркуляции теплоносителя

Параметры труб

Перед тем как решить, какой диаметр трубы выбрать для отопления, необходимо обратить внимание на материал изготовления. Ведь маркировки стальных и чугунных труб обозначают внутренний диаметр, а из меди и пластика — наружный

Незначительный нюанс играет очень большую роль при выполнении расчетов.

Основные характеристики магистралей, которые учитывают при планировании:

• Внутреннее сечение. Этот показатель заложен в основу расчета пропускной способности участков магистрали.
• Наружный диаметр. Он важен для металлических труб. Их поверхность отдает тепло в помещение, тем самым увеличивая площадь теплообмена.
• Условный диаметр. Это округленное значение диаметра трубы. Используется для теоретических исчислений и выражается в дюймах.

Армирующий алюминиевый слой

Определить сечение трубы для конкретного помещения не так уж сложно. Предварительно его можно рассчитать, взяв за основу тепловую нагрузку. Показатель статичен и общепринят на уровне 100 Вт на квадратный метр площади. Из этого следует, что для обогрева комнаты в 24 квадратных метра необходимо 2,4 кВт энергии. Подачу нужного количество теплоносителя сможет обеспечить труба диаметром ½ дюйма.

Результаты подбирают из специально составленных таблиц:

Важно! Теплотехнический расчет системы с разнородными трубами и радиаторами очень сложен. В этом случае самостоятельно решать задачу не стоит

Лучше доверить проектирование специалистам.

При организации автономного теплообеспечения владелец дома вправе самостоятельно решать вопросы, связанные с температурой теплоносителя. Конкретных требований в этом плане не существует. Температуру определяют в зависимости от теплоизоляции здания и внешних погодных условий. Имеет значение и диаметр труб для системы отопления, установленной в доме.

Какой диаметр труб из полипропилена для отопления выбрать

Какой тип трубопровода выбрать

Сейчас все чаще выбирают для отопления полипропиленовые трубопроводы, которым хоть и присущи недостатки в виде сложности обеспечения качества стыков, и значительного теплового расширения, но они предельно дешевы и просты в монтаже, а это зачастую решающие факторы.

Полипропиленовые трубы делятся на несколько видов, у которых свои технические характеристики, и предназначены они для разных условий. Для отопления подходят марки РN25 (РN30), которые выдерживают рабочее давление в 2,5 Атм при температуре жидкости до 120 град. С.

Для отопления сейчас применяются трубы из полипропилена, которые армированны алюминиевой фольгой или стекловолокном. Армировка предотвращает значительные расширения материала при нагревании.

Вопросы подбора диаметра отопительного трубопровода

Трубы выпускаются стандартных диаметров, из которых и нужно сделать выбор. Наработаны типовые решение по подбору диаметров труб для отопления дома, руководствуясь которыми в 99% случаев можно сделать оптимальный правильный выбор диаметра без выполнения гидравлического расчета.

Какими диаметрами что подключать

Нам необходимо обеспечить подачу необходимой тепловой мощности, которая будет прямо зависеть от количества поданного теплоносителя, но скорость движения жидкости должна оставаться в заданных пределах 0,3 – 0,7 м/с

16 мм – для подключения одного или двух радиаторов;

Рассмотрим выбор диаметра труб подробнее, опираясь на заранее рассчитанные табличные соответствия энергии, скорости и диаметра.

Соотношение диаметра труб, скорости жидкости, и тепловой мощности

Обратимся к таблице соответствия скорости к количеству тепловой мощности.

Подбор труб по мощности

Из таблицы видно, что при скорости 0,4 м/с будет подаваться примерно следующее количество тепла, по трубам из полипропилена следующего наружного диаметра:

4,1 кВт – внутренний диаметр около 13,2 мм (наружный диаметр 20мм);

А при скорости 0,7 м/с значения подаваемой мощности будут уже примерно на 70% больше, что не трудно узнать из таблицы.

Сколько тепла должен подавать трубопровод

Рассмотрим подробнее на примере, какое количество тепла обычно подается по трубам, и подберем оптимальные диаметры трубопроводов.

Имеется дом площадью 250 м кв, который хорошо утеплен (как требует норматив СНиП), поэтому он теряет тепла в зимнее время по 1 кВт с 10 м кв. Для обогрева всего дома требуется подавать энергии 25 кВт (максимальная мощность). Для первого этажа – 15 кВт. Для второго этажа – 10 кВт.

На каждый радиатор, мощность которого не превышает 2 кВт можно делать отвод и трубой с наружным диаметром 16 мм, но так как этот монтаж не технологичен, трубы не пользуются популярностью, чаще устанавливают 20-мм трубу с внутренним диаметром 13,2 мм.

Особенности выбора другого оборудования

Диаметры труб могут быть выбраны и по условиям гидравлического сопротивления для нетипично-большой длины трубопроводов, при которой возможен выход за технические характеристики насосов. Но подобное может быть для производственных цехов, а в частном строительстве практически не встречается.

Для дома до 150 м кв., по условиям гидравлического сопротивления отопительно радиаторной системы, всегда подходит насос типа 25 – 40 (напор 0,4 атм), он же может подойти и до 250м кв в отдельных случаях , а для домов до 300 м кв. – 25 – 60 (напор до 0,6 атм).

Металлические отопительные трубы

Эти изделия зарекомендовали себя на строительном рынке уже довольно давно, поскольку они обладают целым рядом весьма очевидных достоинств:

• любые, даже самые значительные перепады давления в системе не станут помехой для нормального функционирования этих труб;
• ввиду того, что металл нагревается долго и вместе с тем долго отдает тепло, такие конструкции могут выполнять функцию дополнительного отопительного прибора наподобие радиатора;
• срок службы металлических труб является очень большим;
• приемлемая стоимость таких изделий выгодно отличает их от прочих современных систем трубопровода.

Однако имеются у них и некоторые отрицательные стороны, о которых нельзя не упомянуть:

• обустройство трубопровода из металла является достаточно непростым. Для этой работы требуется наличие большого набора специализированных строительных инструментов, которые не всегда есть в наличии у рядового пользователя. Кроме того, весь процесс монтажа требует больших физических и временных затрат;
• масса металлических конструкций очень большая, поэтому для их удержания требуются очень крепкие стены дома, что можно обеспечить далеко не всегда (к примеру, если основу перегородок составляет гипсокартон);
• чугун, который обычно является основным материалом в металлической трубе, склонен к образованию на нем коррозионного налета как изнутри, так и снаружи, при этом периодическая чистка, которой избежать не получится – процедура весьма проблематичная.

Двухтрубный контур в частном доме

Для начала немного обобщим. Возьмём для примера расчет диаметра труб из полипропилена для отопления в частном доме. В основном для контура применяют изделия сечением 25 мм, а отводы к радиаторам ставят 20 мм. Благодаря тому, что размер труб для отопления в частном доме, использованных в качестве патрубков к батареям меньше, происходят следующие процессы:

скорость теплоносителя растет;
улучшается циркуляция в радиаторе;
батарея прогревается равномерно, что важно при нижнем подключении.

Также возможны комбинации диаметра основного контура 20 мм и отводов 16 мм.

Чтобы убедиться в вышеуказанных данных, можно провести расчет диаметра труб для отопления частного дома самостоятельно. Для этого потребуются следующие значения:

квадратура помещения.

Зная количество отапливаемых квадратных метров, мы можем рассчитать мощность котла и какой диаметр трубы выбрать для отопления. Чем мощнее нагреватель, тем большего сечения изделия можно использовать с ним в тандеме. Для обогрева одного квадратного метра помещения потребуется 0,1 кВт мощности котла. Данные справедливы если потолки составляют стандартные 2,5 м;

теплопотери.

Показатель зависит от региона и утепления стен. Суть в том, что чем больше теплопотери, тем мощнее должен быть нагреватель. Чтобы обойти сложные вычисления, которые в приблизительном расчете неуместны, просто нужно добавить 20% к мощности котла, рассчитанной выше;

скорость воды в контуре.

Допускается скорость теплоносителя в диапазоне от 0,2 до 1,5 м/с. При этом в большинстве расчетов диаметра труб для отопления с принудительной циркуляцией принято брать среднее значение в 0,6 м/с. При такой скорости исключается появление шума от трения теплоносителя об стенки;

насколько остывает теплоноситель.

Для этого от температуры подачи отнимают температуру обратки. Естественно, точных данных вы не можете знать, тем более что находитесь на этапе проектирования. Поэтому оперируйте средними данными, которые составляют 80 и 60 градусов, соответственно. Исходя из этого, теплопотери составляют 20 градусов.

Теперь сам расчет как подобрать диаметр трубы для отопления. Для этого возьмем формулу, в которой изначально есть две постоянные величины, сумма которых составляет 304,44.

Последнее действие – это извлечение корня квадратного из полученного результата. Для наглядности посчитаем, какого диаметра трубы использовать для отопления частного дома с одним этажом площадью 120 м2:

304,44 х (120 х 0,1 + 20%) / 20 / 0,6 = 368,328

Теперь вычислим корень квадратный из 368,328, что равно 19,11 мм. Перед тем как выбрать диаметр трубы для отопления, еще раз делаем акцент на том, что это так называемый условный проход. У изделий из разного материала отличается толщина стенок. Так, например, у полипропилена стенки толще, чем у металлопластика. Раз уж мы в качестве образца вяли полипропиленовый контур, продолжим рассматривать этот материал. В маркировке этих изделий указывается наружное сечение и толщина стенок. Методом отнимания узнаем нужную нам величину и подбираем в магазине.

Соотношение наружного и внутреннего диаметра полипропиленовых труб

Для удобства воспользуемся таблицей.

По результатам таблицы можно сделать вывод:

• если достаточно номинального давления в 10 атмосфер, то подходит наружное сечение трубы для отопления в 25 мм;
• если требуется номинальное давление в 20 или 25 атмосфер, то 32 мм.

Материалы и характеристики

Знать диаметр – это только полдела, но придя в магазин, вы столкнетесь с разнообразием материалов. Трубы полипропиленовые для отопления соответствуют ГОСТу Р 52134–2003. Они изготавливаются из трех видов пластика, два из которых могут применяться для систем горячего водоснабжения и отопления:

• состоящих из одинаковых структурных единиц. Их молекулярные связи не выдерживают нагревания, соответственно, неприменимы для систем с высокой рабочей температурой;
• состоящие из разных структурных единиц. Неоднородность связей между молекулами делает их устойчивыми к нагреванию, при этом материал не теряет свою естественную эластичность;
•  состоящих из кристаллов. Имеют самую прочную и устойчивую к повышению температуры структуру при этом теряют в эластичности.

Обязательно выбирайте армированные изделия. В качестве армировочного материала применяют алюминий и стекловолокно. Лучше отдать предпочтение последнему, так как при монтаже не нужно снимать слой армирования на глубину соединения контура с муфтами и фитингами. Армирование алюминием осуществляется:

• монолитным слоем;
• слоем с множественными отверстиями.

Армирование полипропилена алюминием с перфорацией

И алюминиевый, и стекловолоконный слои армирования находятся между двух слоев пластика. Армирование нужно только для того, чтобы компенсировать увеличение контура в длину при нагревании. Об усилении изделия речи не идет, так как пластик и без этого очень прочный. Неармированные изделия не подходят, так как у них слишком высокий коэффициент линейного расширения, который равен 0,15 мм/м. Для сравнения у армированных изделий он составляет 0,02 мм/м. Трубы полипропиленовые для отопления имеют стандартные размеры. Они продаются отрезками, длина которых составляет четыре метра.

Для наглядности проведем расчет. Возьмем один метр контура, в котором циркулирует вода, нагретая до 80 градусов. Умножим температуру на коэффициент линейного расширения и получим следующие значения:

• для армированных изделий – удлинение на 1,6 мм;
• для неармированных изделий – удлинение на 12 мм.

Также в маркировке указано номинальное давление. Обозначается латинскими буквами РN. К примеру, изделие с маркировкой РN16 выдерживает 16 атмосфер, но это не максимум его возможностей. Он может выдержать и большее кратковременное повышение. Номинальное давление – это показатель, при котором срок службы полипропиленовых труб составит полстолетия

Расчет выполнен при помощи специальных программ, где температура воды закладывается равной 20 градусам. Это важно, при увеличении температуры срок службы будет, естественно, меньше, так как, нагреваясь, пластик меняет своих механические характеристики