Какой диаметр труб из полипропилена для отопления выбрать

При проектировании и монтаже системы отопления всегда возникает вопрос, – какой диаметр трубопровода выбрать. Выбор диаметра, а значит и пропускной способности труб, важен, ведь нужно обеспечить скорость теплоносителя в пределах 0,4 – 0,6 метров в секунду, которая рекомендуется специалистами. При этом должно поступать нужное количество энергии (количество теплоносителя) к радиаторам.

Известно, что если скорость меньше 0,2 м/с, то будет застаивание воздушных пробок. Скорость больше 0,7 м/с не стоит делать из соображений энергосбережения, так как сопротивление движению жидкости становится значительным (оно прямо пропорционально квадрату скорости), к тому же это нижний предел возникновения шума в трубопроводах малых диаметров.

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.

Какие трубы применять для системы отопления?
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.

Данные о толщине стенок приведены в таблицах.

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

Многие специалисты отдают предпочтение трубам и с внутренней армировкой стекловолокном. Такой трубопровод в последнее время стал наиболее широко применяться в частных системах отопления.

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.

Стандартные наружные диаметры полипропиленовых труб –16, 20, 25, 32, 40 мм. Соответствующий этим значениям внутренний диаметр труб марки РN25 – 10,6, 13,2, 16,6, 21,2, 26,6 мм соответственно.

Более подробная информация о наружных диаметрах, внутренних диаметрах и толщине стенки полипропиленовых труб приведена в таблице.

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

Тогда возникает такое соответствие подключений (для полипропиленовых труб указывается наружный диаметр):

• 16 мм — для подключения одного или двух радиаторов;
• 20 мм – для подключения одного радиатора или небольшой группы радиаторов (радиаторы «обычной» мощности в пределах 1 — 2 кВт, максимальная подключаемая мощность – до 7 кВт, количество радиаторов до 5шт.);
• 25 мм – для подключения группы радиаторов (обычно до 8 шт., мощность до 11 кВт) одного крыла (плеча тупиковой схемы разводки);
• 32 мм – для подключения одного этажа или целого дома в зависимости от тепловой мощности (обычно до 12 радиаторов, соответственно, тепловая мощность до 19 кВт);
• 40 мм – для магистрали одного дома, если такая имеется (20 радиаторов – до 30 кВт).

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.

В таблице представлены значения тепловой мощности в Вт, а под ними указано количество теплоносителя кг/мин, при подаче с температурой 80 град С, обратки – 60 град С и температуры в комнате 20 град С.

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);
• 6,3 кВт — 16,6 мм (25мм);
• 11,5 кВт — 21,2 мм (32 мм);
• 17 кВт — 26,6 мм (40 мм);

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

А какое количество тепла нам нужно?

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.

Наша схема отопления двухтрубная. По одной трубе подается горячий теплоноситель, по другой — охлажденный отводится к котлу. Между трубами параллельно подсоединены радиаторы.

На каждом этаже трубы разветвляются на два крыла с одинаковой тепловой мощностью, для первого этажа – по 7,5 кВт, для второго этажа – по 5 кВт.

Итак, от котла до межэтажного разветвления поступает 25 кВт. Следовательно, нам потребуются магистральные трубы внутренним диаметром не менее – 26,6 мм, чтобы скорость не превысила 0,6 м/с. Подходит 40-мм полипропиленовая труба.

От межэтажного разветвления – по первому этажу до разветвления на крыльях — поступает 15 кВт. Здесь, согласно таблице, для скорости менее 0,6м/с, подойдет диаметр 21,2 мм, следовательно, применяем трубу с наружным диаметром 32 мм.

На крыло 1 этажа идет 7,5 кВт – подходит внутренний диаметр 16,6 мм, — полипропилен с наружным 25 мм.

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.

Соответственно на второй этаж до разветвления принимаем 32мм трубу, на крыло – 25мм трубу, а радиаторы на втором этаже также подсоединяем 20-мм трубой.

Как видим, все сводится к несложному выбору среди стандартных диаметров имеющихся в продаже труб. В небольших домашних системах, до десятка радиаторов, в тупиковых распределительных схемах, в основном применяется полипропиленовые трубы 25мм -«на крыло», 20 мм — «на прибор». и 32 мм «на магистраль от котла».

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).

Трубопровод рассчитывается на максимальную мощность. Но система, если когда и будет работать в таком режиме, то не продолжительное время. При проектировании отопительного трубопровода можно принимать такие параметры, чтобы при максимуме нагрузки, скорость теплоносителя была и 0,7 м/с.

На практике скорость воды в трубах отопления задается насосом, который имеет 3 скорости вращения ротора. Кроме того подаваемая мощность регулируется температурой теплоносителя и продолжительностью работы системы, а в каждой комнате может регулироваться путем отключения радиатора от системы с помощью термоголовки с нажимным клапаном. Таким образом, диаметром трубопровода мы обеспечиваем нахождение скорости в пределах до 0,7 м при максимальной мощности, но система в основном будет работать с меньшей скорость движения жидкости.

Диаметр полипропиленовых труб для отопления: сводная таблица

Легкость монтажа и высокие эксплуатационные характеристики полипропиленовых трубопроводов в системах водоснабжения и отопления – только верхняя часть айсберга. Для корректной работы монтируемых коммуникаций недостаточно выбрать вид полимерной трубы и купить материал в нужном количестве — необходимы предварительные проектные наброски, а на больших объектах — серьёзные тепловые и гидравлические расчеты. Чтобы система обогрева была эффективной, полипропиленовые трубы для отопления должны иметь диаметр, подтверждённый этими расчётами.

Рассмотрим подробнее значимость величины диаметра труб из полипропилена при устройстве трубопроводов.

Трубный материал для коммуникаций. На что влияют параметры трубы

Вопросы, как должен выглядеть водопровод, какой диаметр труб должен быть в магистрали, подающей тепло в радиаторы отопления, решаются на стадии проектирования систем жизнеобеспечения в доме. В результате диаметр полипропиленовых труб для водоснабжения часто может отличаться от идентичного размера трубопровода системы отопления, так как эти коммуникации имеют разное назначение и потому подвергаются воздействию разных факторов.

Пропускная способность тепловых сетей, рекомендуемая специалистами-профессионалами, должна обеспечивать скорость движения теплоносителя не менее 0,4-0,6 м/с — от этого зависит количество тепловой энергии, поступающей для обогрева жилых помещений.

На заметку: если в трубопроводе системы отопления скорость подачи котловой воды меньше 0,2 м/с, то высока вероятность завоздушивания магистрали, а превышение скорости подачи на 0,2 м/с приведёт к увеличению затрат — возрастут расходы на оборудование, подвергающееся воздействию больших нагрузок.

Использование полипропиленовых изделий значительно упростило работы по оборудованию жилых объектов системами водяного отопления и водоснабжения. Однако надо точно знать, какой вид полимерного трубного материала подходит в том или ином случае. Существующие на сегодняшний день виды полипропиленовых труб имеют различные технические характеристики и рассчитаны на определенную сферу использования.

Наиболее надёжны для монтажа трубопроводов водяного отопления и системы горячего водоснабжения (ГВС) изделия марки PN25 или PN30. Именно эти марки способны выдерживать давление до 25 и 30 атм. соответственно при рабочей температуре теплоносителя 95 0 С. Допускается даже кратковременная эксплуатация таких труб при температуре воды в 120 0 С, так как отличительной особенностью этих изделий являются толстые стенки.

Образцы полипропиленовых труб, армированных алюминием.

Для холодного водоснабжения используются полипропиленовые трубы с однородной стенкой. Для систем ГВС и отопительных контуров применяют армированные изделия, так как включение в структуру стенки полипропиленовой трубы оболочки из алюминия или стекловолокна значительно увеличивает прочность трубного материала и снижает величину теплового расширения.

Для справки: в армированных трубопроводах тепловое расширение составляет 0,03 мм/м 0 С, тогда как для каналов со стенкой из однородного полипропилена это значение около 0,15 мм/м 0 С. Исходя из этого, для холодного водоснабжения подходят однородные изделия, а для систем отопления и ГВС применяют только армированный полипропилен.

Каких диаметров производятся полипропиленовые трубные материалы

При выборе комплектующих для устройства системы отопления и водоснабжения решающими факторами являются температура жидкости, скорость её подачи и давление. Необходимая площадь сечения водопровода определяется при этом расчётами, выполненными в соответствии со сферой применения и условиями эксплуатации оборудования.

Исходя из конфигурации сечения трубы (круглое кольцо), его геометрические параметры определяются наружным и внутренним диаметрами. Существующая на сегодняшний день классификация полипропиленовых труб четко определяет типовые размеры каждого вида трубных изделий, используемых для монтажа.

На сегодняшний день как отечественные, так и зарубежные фирмы-производители выпускают комплектующие для трубопроводов в стандартном исполнении. С учетом практического применения разработаны типовые инженерно-технические решения, позволяющие определять оптимальный проход в изделиях для домашнего отопления и других водяных коммуникаций. На основании данных таблицы можно сделать правильный выбор оснастки и комплектующих тепловой магистрали, не прибегая к гидравлическим расчетам.

На заметку: не следует считать значения, указанные в маркировке на изделиях за параметр внутреннего сечения. На полипропиленовых материалах обычно указывается наружный диаметр.

Как правило, в маркировке присутствует одно из следующих значений наружного диаметра:

16, 20,25, 32 и 40 мм,

которые соответствуют внутренним диаметрам полипропиленовых труб марки PN25:

10,6; 13,2; 16,6; 21,2; 26,6 мм.

Для удобства пользования соответствие диаметров и толщины стенки полипропиленовых труб, применяемых в системах отопления и водоснабжения, сведены в таблицу:

Таблица с данными по диаметрам и толщине стенок полипропиленовых труб применяемых в быту серий

Резонный вопрос. Почему же на готовых изделиях наносятся параметры наружные, если так важен для функциональности размер внутреннего прохода трубопровода. Все дело в том, что наружный диаметр указывает на соответствующий вид подключения.

Потенциал использования полипропиленовых труб различных наружных диаметров при скорости движения теплоносителя в трубопроводе 0,7 м/сек:

• труба диаметром 16 мм рассчитана для подсоединения одного-двух радиаторов обогрева;
• величина в 20 мм соответствует подключению до 5 радиаторов суммарной мощностью до 7000 ватт);
• для большего количества радиаторов (суммарной мощностью до 11 кВт) используются пропиленовые полимерные трубы наружного диаметра 25 мм;
• полипропиленовый трубный материал с наружным размером 32 мм рассчитан на оборудование дома в целом или одного этажа системой отопления в 10-12 кВт суммарной мощности (максимум 19 кВт);
• изделия диаметром 40 мм используются для прокладки магистральных трубопроводов в жилых объектах большой площади. Обычно это коттеджи и загородные дома, в которых количество обогревательных приборов доходит до 20 шт., а суммарная мощность всех точек подключения составляет приблизительно 30 киловатт.

Влияние диаметра трубы на эксплуатационные характеристики отопительной системы

Скорость подачи теплоносителя и объем переносимой тепловой энергии напрямую зависит от внутреннего сечения полипропиленовых трубопроводов. Для наглядности этого утверждения зависимость обеспечения тепловой энергией от интенсивности подачи теплоносителя и значений диаметров трубопровода сведена в таблицу:

Таблица подбора полипропиленового трубного материала в зависимости от интенсивности подачи теплоносителя и потребности в тепловой энергии

Тепловая мощность указана в Вт, интенсивность подачи теплоносителя в кг/сек. Расчетные данные опираются на средние значения температур: подаваемого теплоносителя в 80 0 С, обратки в 60 0 С, воздуха в комнате +20 0 С . .

К примеру: при скорости потока 0,4 м/с в трубопроводе будет переноситься следующее количество тепловой энергии:

• для магистрали с наружным размером 20 (внутреннее сечение 13,2 мм) количество тепла составляет 4,1 кВт;
• для пропиленовых изделий Ø 25 и 16,6 соответственно, количество тепла будет составлять 6,3 кВт;
• пропиленовые трубопроводы с наружным и внутренним диаметрами 32 и 21,2 соответственно имеют величину подачи тепловой энергии в 11,5 кВт;
• трубные материалы в 40 миллиметров (размер внутреннего просвета 26,6 мм) обеспечат подачу тепла в количестве 17 кВт.

При увеличении скорости потока жидкости до 0,7 м/сек интенсивность подачи теплоносителя возрастёт сразу на 70-80%.

Важно! Практическое назначение приведённой выше таблицы — рекомендовать, исходя из значения потребного количества тепловой энергии, необходимый диаметр трубы во время подбора трубных материалов для системы отопления жилья.

Рассмотрим наглядный пример:

Имеется типовой дом полезной площадью 250 м 2 . Строение достаточно утеплено и для создания нормальных условий проживания нуждается в обогреве из расчета 1 кВт на 10 кв. м, то есть, для создания комфортной температуры в доме достаточно будет 25000 ватт тепловой энергии (максимум).

На заметку: для первого этажа всегда требуется больше тепла — примерно 2/3 от общего потребляемого количества.

Таким образом, из 25 кВт обогрев первого этажа потребует 15 кВт, второго — 10 кВт.

Дом оборудован автономной системой отопления на базе двухконтурного котла. Установленные в комнатах радиаторы подключены параллельно. В доме имеется разводка на два крыла, с равной тепловой мощностью. На первом этаже мощность для каждого крыла составляет 7500 ватт. Для второго этажа оба крыла требуют по 5000 ватт.

Двухэтажный дом с системой водяного отопления на базе автономного котла — в разрезе

Котел выдает для обогрева дома 25 киловатт тепловой энергии. Значит, для тепловой магистрали нужно использовать полипропиленовые трубы и фурнитуру внутреннего диаметра 26,6 мм (при скорости подачи 0,6 м/с). Данному значению соответствует наружный диаметр трубы 40 миллиметров.

Для снабжения ответвлений на первом этаже потребуется 1500 ватт тепла. Используя данные из таблицы, получаем следующее:

• при скорости потока 0,6 м/сек оптимальным диаметром внутреннего просвета полипропиленовых труб будет 21,2 мм — соответствующий этой величине идентичный наружный параметр по данным таблицы составляет 30 мм;
• для каждого крыла подходит трубный материал с внутренним диаметром 16,6 мм, которому соответствует Ø 25 мм внешнего контура сечения полипропиленовых труб.

Теперь рассмотрим порядок подключения обогревательных приборов.

Радиаторы водяного отопления в среднем имеют мощность в 2 киловатта, поэтому теоретически для их врезки в контур пригодны трубы с минимальным значением наружного диаметра — 16 мм (PN16). Однако на практике рекомендуется использовать полипропиленовые изделия с размером внутреннего сечения 13,2 мм и наружным диаметром 20 мм (PN20), так как применение полимерных труб PN16 признано нецелесообразным из-за низкой технологичности.

Второй этаж оборудуется трубопроводом сечением 32 мм. Для каждого крыла используются трубы и соединительная фурнитура Ø25 мм. С радиаторами та же картина, что и на первом этаже — подсоединение батарей выполняется с помощью труб PN20.

Заключение

На основании приведённого выше примера для каждого участка трубопровода в системе отопления можно подобрать комплектующие необходимого диаметра — в том числе и от этого будет зависеть эффективность работы отопительного оборудования.

Следует помнить, что материалы для трубопровода в системе отопления выбираются с расчётом соответствия максимальным техническим характеристикам автономного котла, не смотря на то, что в большинстве случаев агрегат будет работать в штатном режиме — в соответствии с заданными параметрами эксплуатации.