Автоматический подбор диаметров отопления
Умный подбор диаметров в системе отопления
Для системы отопления диаметр подбирается так, чтобы учитывать критерии выбора диаметров:
| 1. Возможность настроить балансировочный клапан 2. Чтобы не было кавитационного шума 3. Максимальная скорость течения теплоносителя 4. Экономический расчет диаметра 5. Потеря температуры в трубопроводе 6. Минимальная скорость течения теплоносителя |
1. Возможность настроить балансировочный клапан
Многие сантехники (даже опытные) недооценивают или даже не знают о том, насколько важен этот параметр пока не столкнутся с этой проблемой в одном из попавшихся сложных объектов.
Проблема невозможности настроить балансировочный клапан. И эта ситуации бывает настолько остро встает, что систему приходится переделывать. Менять диаметры или разводку.
Представим ситуацию, когда на одну тупиковую ветку посадили 10 радиаторов, последний 10 радиатор плохо прогревается.
Сколько бы вы не зажимали балансировочный клапан, на 1,2 и 3 радиаторной ветки это не улучшает работу 10 радиатора.
Бывает так, что нужно сильно закрыть балансировочный клапан настолько, что остается настолько маленький проход, что он забивается, и расход потом становится равным нулю. То есть первый радиатор с течением времени может просто перестать прогреваться.
Сильное зажатие балансировочного клапана приводит к тому, что невозможно плавно изменить настройку. То есть, поворачивая клапан на 90 градусов, расход меняется от нуля до максимально возможного расхода превышающие потребности радиатора. В итоге в промежутке от 0 до 90 градусов поворота приводит к бесполезной настройке этого балансировочного клапана, так как открытый клапан на 90 градусов имеет настолько маленький проход, что он забивается, и расход потом становится равным нулю.
Для удобной настройки балансировочного клапана нужно проектировать настройку минимум на 0,2 Kvs. Самый удобный диапазон регулирования клапана от 0,2 до 1,1 Kvs.
2. Кавитационный шум в балансировочных клапанах
Начинающие и не опытные сантехники могут совершить такую ошибку: У них сначала подбирается диаметр на глаз, а потом для того, чтобы система начала работать лучше, ставится более мощный насос, который создает очень высокое давление, чтобы преодолеть не предвиденное повышенное гидравлическое сопротивление. Это повышенное давление начинает попадать на балансировочный клапан первого радиатора. Клапан начинает шуметь – это кавитационный шум.
Шум начинается от давления 1-2 м.в.ст.
3. Максимальная скорость течения теплоносителя
В нормативных документах для жилых помещений существует ограничение течений теплоносителя по скорости = не более 1,5 м/с.
Это ограничение связано с шумами арматуры, которое может быть установлено на этот трубопровод.
4. Экономический расчет диаметра
Экономический расчет диаметров делается достаточно долго и в большинстве случаев сам себя не окупает, если это касается частного дома. То есть заплатить проектировщику за экономический расчет может стоить дороже, чем выбранный диаметр на глаз или по общепринятым средним значениям выбора диаметра.
К тому же экономический расчет играет не главную роль в подборе диаметров и стоит на 4 месте в списке критерием выбора диаметров.
Также выбор диаметров при экономическом расчете на разных стоимостях труб и арматуры может сильно разница.
Для экономического выбора диаметра можно ориентироваться на диаметры при удельных потерях напора на метр трубы в диапазоне 150-300 Па/м.
На дешевых трубах, например, полипропилене, значение может быть 150 Па/м, а для дорогих труб например, металлопластика, меди или нержавейки до 300 Па/м.
Как делается экономический расчет диаметров для системы отопления?
Необходимо посчитать затраты в деньгах на материалах, которые влияют на выбор диаметров и на покупке электроэнергии, которую будет потреблять насос. Экономический расчет нужно делать на определенный период времени, например на срок службы материалов, зависящие на выбор диаметров, например, от 30 до 50 лет.
То есть нужно найти баланс затрат между экономными диаметрами и потреблением электроэнергии насосом. Какой вариант окажется более экономным? Мощный насос и маленький диаметр или слабый насос и большой диаметр. Попробовать найти самый выгодный вариант между мощностью насоса и размера диаметров.
Не забывайте, что стоимость электроэнергии, которую вы посчитаете, вы еще не купили. Стоимость электроэнергии, как и материалов трубопровода, может меняться со временем.
По итогу можно попасть на цифры примерно в диапазоне от 100 до 500 Па.
5. Потеря температуры в трубопроводе
Если длина трубы от котла до последнего радиатора превышает 50 метров, то стоит задуматься над тем, что температура может снижаться. То есть котел выдает 85 градусов, а в радиатор поступает 75 градусов или ниже. В таком случае придется теплоизолировать трубопровод или уменьшать диаметр. В уменьшенном диаметре теплоноситель движется быстрее. Чем быстрее прибежит теплоноситель до радиатора, тем меньше он потеряет температуру.
Учтите вариант, когда большое количество радиаторов может временно не работать, тогда расход уменьшается и соответственно температура может снижаться.
6. Минимальная скорость течения теплоносителя
Не очень важный критерий. Нет нормативных ограничений по закону. Связано с образование сантехнического ила и прогона воздуха.
Автоматический расчет диаметров, включая критерии умного подбора диаметров можно сделать в этой программе:
Также в этой программе можно получить значения настройки Kvs балансировочного клапана.
Автоматический подбор диаметров 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
