Изучаем руководство, как рассчитать диаметр труб для отопления

Важным моментом составления плана отопительной системы в коттедже или в частном жилом доме является правильный расчет протяженности трубопровода.

В процессе разработки проектной документации определяют вид и размер стальных или металлопластиковых труб. Именно от расходных материалов, необходимых для установки отопительного оборудования, будет зависеть эффективность работы всего контура.

Три показателя

Расчет диаметра труб для отопления требует внимания к разным интерпретациям термина «диаметр». Каждый тип изделия характеризуется по следующим описаниям:

• выбор по наружному диаметру — обязательный для составления проекта показатель;
• внутренний диаметр — основополагающий показатель, который указывает на пропускные характеристики системы;
• условно номинальное значение проходного отверстия пластиковых труб — установленный показатель, используемый при маркировке изделий.

Маркировка изделий

Нужно помнить, что сантехнические изделия изготавливаются из различных материалов и маркируются соответствующим диаметру числом:

• трубопрокатные изделия из стали и чугуна — их размеры устанавливаются строго по внутреннему сечению;
• у медных и металлопластиковых труб расчет ведется по наружному размеру.

Поэтому, составляя проектную документацию системы отопления, обязательно нужно учитывать свойства материалов. Особенно это важно, если система будет комбинирована из комплектующих разного диаметрального размера.

Единицы маркировки

При подборе комплектующих для отопления учитывается стандартная единица измерения для определения величины и маркировки. Основное значение, которое указывает размерность, определяется целым числом или дюймом. Пересчитать дюймы в стандартные для нас миллиметры легко из соотношения: 1 дюйм равен 25,4 мм.

Размер трубы рассчитывается с помощью нескольких показателей — возможная скорость тока жидкости и некоторая потеря давления на участке трубопровода в один метр. Расчет диаметра по показателям падения давления экономически целесообразен и состоит в том, чтобы определить балансовую стоимость между расходами по эксплуатации и капитальному обслуживанию.

Чем больше диаметр, тем выше показатели расходов, а для того, чтобы прокачать определенное количество воды, где имеется зауженный диаметр, потребуется затратить намного больше энергии на работу электрического насоса.

Составление проекта

Проектная документация отопительного контура выполняется с соблюдением общих требований. Точки входа и выхода с газового котла считаются основными. Изначальный отрезок трубопровода даже при применении полипропиленовой трубы выполняют из металла (примерно 1,5 м. от точки выхода) до первого разветвления системы.

Затем выполняется разводка всей ветки пластиковых или полипропиленовых труб. При этом сечения зависят от протяженности, но обычно каждое следующее ответвление делают меньшего размера, чем предыдущее. Схематичность подсоединения системы труб с охлаждающей жидкостью та же самая, только подводится ко входному отверстию отопительного котла.

Определение необходимых размеров

С технико-экономической точки зрения выбрать диаметр труб лучше с помощью графика общих затрат от основных значений трубопроводной системы. Необходимые размеры металлопластиковых труб определяются по точке пересечения двух кривых на капитальные и эксплуатационные затраты. Предельно допустимая проточность воды в трубопроводной системе отопления зависит от размеров и колеблется в диапазоне от 0,8 до 1,5 м/c.

Практические параметры

Современные трубы относительно диаметра имеют следующую классификацию:

• трубы с малыми сечениями – 5-102 мм;
• среднего типа – 102-406 мм;
• трубы с большим сечением – от 406 мм.

При этом под условным диаметром понимается значение диаметра, округленное до целых в дюймовом выражении (или долях дюйма). При монтаже системы с принудительной циркуляцией специалисты рекомендуют выбрать трубы с как можно меньшим диаметром. Это необходимо по нескольким причинам:

• чем меньше диаметр, тем меньше теплоносителя нужно греть – это экономия денег и времени;
• малое сечение дает меньшую скорость течения воды в трубопроводе;
• такие трубы проще монтировать, и они экономически более выгодны.

Простая формула

Как провести расчет, если нет мощности обогрева? На самом деле, расчет диаметра труб можно провести, вооружившись таблицей диаметров и критерием мощности в 1 кВт на 10 м2. Для площади в 20 м2 расчет будет следующий: определение количества мощности на обогрев – 2*1кВт, итого 2 кВт; с учетом поправки на 20% (запас) получаем 2,4 кВт. Т.е. для обогрева комнат в доме понадобится 2,4 кВт.

Согласно таблице нужно найти мощность 2,4 кВт (2400 Вт) и соотнести со значением теплового потока – так показана оптимальная скорость движения воды в системе. Таблицы такие рассчитаны на двухтрубную систему отопления. При этом видно, что выбор сечения трубы для обогрева 20 м2 должен находится в пределах от 8 мм до 10 мм.

Необходимые расчеты для отопительной системы

Правильный обогрев частного дома, разумный баланс между теплом и экономичностью возможен лишь в случае, если произведен гидравлический расчет системы отопления. Автономное отопление загородного дома хоть и требует существенных затрат на первоначальном этапе, быстро окупает себестоимость и позволяет сократить расход газа или иного топлива.

Установка отопительной системы

Одним из ключевых моментов расчета является выбор котла и труб для отопительной системы.

Котел как центральный элемент отопительной системы

Поскольку функционирование любой автономной системы отопления невозможно без котла, грамотный выбор оборудования играет важную роль. Расчет системы отопления частного дома может включать следующие типы источника тепловой энергии:

• Электрокотлы. Пользуются небольшим спросом, поскольку для бесперебойного функционирования электрокотла необходима стабильная подача электроэнергии, которую не всегда можно обеспечить в условиях загородного дома;

• Газовые котлы. Являются наиболее востребованным типом отопительного оборудования, поскольку они имеют высокую мощность обогрева и при этом остаются компактными и абсолютно безопасными. Использование газа возможно на большей части страны, поэтому не требует дополнительных затрат на подготовительном этапе;

Газовые котлы отопления

• Твердотопливные котлы. Существуют модели с автоматической и ручной загрузкой горючих материалов. Основное отличие – в стоимости оборудования, агрегаты с автоматической загрузкой стоят дороже. В отличие от газа, доступного повсеместно, эти агрегаты требуют закупки топливных элементов.

Твердотопливные котлы отопления

• Котлы на жидком топливе. Оборудование функционирует за счет потребления переработанного масла или дизельного топлива. Обладает практичностью и высокой функциональностью. Такие агрегаты можно устанавливать для обогрева загородного дома, однако потребуется дополнительно обустроить емкость для хранения топлива. Таким образом, данный тип котлов также более сложный в обслуживании в сравнении с агрегатами, работающими с использованием газа.

Котлы отопления на жидком топливе

Выбор типа котла и топлива для обогрева подбирается индивидуально для каждой системы. Возможно применение газа, электричества, каменного угля, древесины, кокса и прочего топлива. Наилучшим вариантом котла для загородного дома или коттеджа является агрегат с использованием газа. Только в случае отсутствия подведения газа, можно воспользоваться альтернативными источниками тепловой энергии.

Расчет мощности котла для отопления

Когда источник тепла для загородного дома определен, можно переходить к расчету мощности котла. Методика подсчета предельно простая и требует минимальное количество вводных параметров.

Необходимо произвести умножение климатической мощности на площадь комнаты, а затем деление на 10.

Для вычисления площади жилого дома, необходимо учитывать все комнаты, что имеют внешние стены, выходящие на улицу. Производя тепловой расчет, необходимо учитывать небольшой запас мощности для обеспечения стабильной работы агрегата даже в самые неблагоприятные природные условия.
Для расчета климатической мощности необходимо воспользоваться специальным коэффициентом, что имеет различные показатели для каждого региона. Методика предполагает использование коэффициента 1,3-1,6 кВт для центральных регионов; 1,6-2, 2 –для северных и 0,8-0,95 кВт для южных. Основные варианты расчета мощности котла:

Основные варианты расчета мощности котла

Также для вычисления тепловой мощности котла можно использовать специальный калькулятор. Пользоваться ним очень легко: необходимо только задать площадь помещения и выбрать необходимые параметры. Калькулятор может иметь различные поля для заполнения. К примеру, порой требуется указать, какое число стен жилого дома выходит наружу, или минимальную температуру воздуха в зимнюю пору. Эти данные требуются, чтобы калькулятор произвел наиболее правильный расчет. После заполнения всех полей, калькулятор в течение нескольких секунд выдаст результат – показатель тепловой мощности котла.

Простые способы отлично подходят для загородного дома или коттеджа, однако могут иметь погрешности в случае наличия источников дополнительного потребления тепла.

Расчет количества отопительных батарей

Одной из составляющих гидравлического расчета является вычисление количества секций радиаторов. Для подсчета можно воспользоваться формулой: умножить площадь комнаты на 100 и разделить на показатель мощности одного радиатора.

Если мощность радиаторов неизвестна, можно принять для расчета показатель 200 Вт. Это средний показатель для современных радиаторов.

Секции радиатора отопления

Пример расчета количества секций радиаторов для комнаты 50 кв.м.:
n=50*100/200=25

Допускается установка немного большего количества секций радиаторов для обеспечения запаса мощности системы.

Для комнат, что располагаются в углу или торцах жилого здания, необходимо применять коэффициент 1,2, поскольку они имеют более высокие нагрузки и расход тепловой энергии.

Выбор типа радиатора

Отопительные системы жилого дома могут устанавливаться с использованием радиаторов различного типа. Они отличаются по стоимости, мощности, а также материалу изготовления. Основные виды радиаторов в зависимости от используемого материала:

Стальные и чугунные радиаторы имеют небольшие показатели мощности, поэтому, учитывая нагрузки современных отопительных систем, рекомендуется монтаж анодированных и вакуумных батарей.

Расчет диаметра труб для отопления

Правильный расчет диаметра труб поможет избежать избыточного расхода тепла, сбоев системы, прорывов или течи. Он позволит трубопроводу выдерживать тепловые нагрузки, которые передает теплоноситель. Основные характеристики труб для отопления включают такие параметры:

• Внутренний диаметр;
• Наружный диаметр;
• Условный диаметр.

Правильно подобранный диаметр труб – это необходимое условие для качественной работы всей системы отопления жилого дома. Формула расчета включает в себя следующие данные:

• Искомый диаметр труб;
• Тепловую мощность;
• Скорость движения теплоносителя;
• Разницу температуры при подаче и переработке воды.

Следует учитывать, что толщина труб имеет не меньшее значение, чем ее диаметр или давление.

Таблица для определения диаметра трубопровода:

Таблица для определения диаметра трубопровода

Одна из главных задач гидравлического расчета – определить оптимальное давление. Достаточно важно, чтобы давление, приводящее в движение теплоноситель, не превышало суммарного расхода. Давление на разных участках трубопровода может отличаться в связи с внутренней шероховатостью труб.

Слишком большой диаметр труб для отопления будет провоцировать недостаточное давление в системе и нарушение циркуляции. Слишком маленький диаметр в свою очередь вызовет увеличенное давление и образование посторонних шумов при работе.

Диаметр и давление труб высчитываются с учетом тепловой нагрузки на магистрали. Тепловые нагрузки приравниваются к величине потока тепла на расчетном участке. Проводить подсчет самостоятельно довольно сложно, однако существуют различные программы для автоматизации процесса.

Программы для автоматического выполнения расчета

Тепловой расчет жилого сооружения быстро и безошибочно может выполнить специальная программа. В данный момент существуют различные варианты программ для вычислений, к примеру, HERZ.C.O. Программа помогает выполнить следующее:

• Подбирает диаметр труб;
• Определяет количество секций радиаторов;
• Настройка вентилей;
• Настройка термостатических клапанов;
• Настройка регуляторов перепада давления.

Программа помогает выполнить самую сложную часть расчета и значительно упрощает процесс проектирования отопления. С ее помощью можно выполнить работу самостоятельно и сэкономить значительные средства.

Установка радиаторов отопления