Обеспечение полноценной работы системы: выбор диаметра трубы для отопления частного дома

Отопление дома или квартиры — не такая простая инженерная система, как может показаться на первый взгляд. При составлении проекта требуется провести много расчётов, в частности, нужного диаметра трубопровода.

Правильно подобрать диаметр — это залог надёжной, комфортной и эффективной системы обогрева помещений.

К примеру, отопление без насоса, где теплоноситель циркулирует самотёком, вообще может не заработать при слишком узких трубах, а схема с принудительной циркуляцией при занижении диаметра будет шуметь или не прогревать помещения до нужной температуры. Поэтому следует воспользоваться правилами расчёта, которые позволят привести теплопотери к минимуму.

Влияние диаметра труб на КПД для системы отопления в частном доме

Ошибочно полагаться на принцип «больше — лучше» при выборе сечения трубопровода. Слишком большое сечение трубы ведёт к снижению давления в ней, а значит и скорости теплоносителя и теплового потока.

Более того, если диаметр слишком велик, у насоса попросту может не хватить производительности для перемещения такого большого объёма теплоносителя.

Важно! Больший объём теплоносителя в системе подразумевает высокую суммарную теплоёмкость, а значит времени и энергии на его подогрев будет затрачиваться больше, что также влияет на КПД не в лучшую сторону.

Подбор сечения трубы: таблица

Оптимальное сечение трубы должно быть минимально возможным для данной конфигурации (см. таблицу) по следующим причинам:

• маленький объём теплоносителя быстрее нагревается;
• меньший просвет создаёт большее сопротивление движению теплоносителя, оно замедляется, что приводит к уменьшению шума;
• трубопровод небольшого диаметра лучше впишется в интерьер и вызовет меньше трудностей при монтаже;
• от размера трубы зависит её стоимость, поэтому тонкие трубы более выгодны по цене.

Однако, не стоит переусердствовать: помимо того, что маленький диаметр создаёт повышенную нагрузку на соединительную и запорную арматуру, он также не в состоянии перенести достаточно тепловой энергии.

Чтобы определить оптимальное сечение трубы, используется следующая таблица.

Фото 1. Таблица, в которой значения приведены для стандартной двухтрубной схемы системы отопления.

Какие нужны параметры

В описании характеристик на конкретную трубу могут встретиться следующие параметры:

• Внутренний диаметр — основной фактор, влияющий на производительность системы и учитывающийся в расчёте.
• Внешний — измеряется по внешней окружности трубопровода, влияет на то, какие отверстия потребуется сверлить в стенах и перекрытиях.
• Номинальный, или условный — приблизительно совпадает с внутренним сечением трубы, выбирается из фиксированного ряда чисел по ГОСТу, обозначается как DN 100. Для распространённых значений иногда так же обозначается как диаметр резьбы в дюймах, например: 1/2″, 3/4″.

Процедура расчёта, чтобы подобрать размер

Рассмотрим пример типового расчёта сечения трубопровода для обогрева комнаты 40 м 2 .

• Вычислим оптимальное количество энергии для прогрева помещения. Для средней полосы, утеплённого дома и потолков не выше 3 метров, на 10 м 2 площади требуется 1 кВт тепла. Или для 40 м 2 — 4 кВт.
• Берём 20% запас (на случай непредвиденных теплопотерь в виде открытых окон и других факторов): 4*1,2 = 4,8 кВт, или 4800 Вт. Под каждым окном в помещении должен стоять радиатор отопления. Допустим, в нашей комнате 3 окна, тогда это 3 радиатора, каждый по

1,6 кВт.

Внимание! Тепловая мощность указывается в техпаспорте на батарею отопления. Можно использовать более мощный радиатор, но не наоборот, иначе помещение не будет прогреваться достаточно эффективно.

• Теперь обращаемся к таблице и находим в ячейках самое близкое значение мощности к расчётному, округляя в большую сторону.

Согласно таблице, это 5518 Вт и нужно использовать трубопровод с сечением равным 12 мм, а скорость движения теплоносителя составит 0,6 м/с.

Несмотря на присутствие в ячейках других близких значений, используют значения из ограниченной синим цветом зоны, которая заключает в себе приемлемые значения скорости жидкости в трубопроводе.

Подходящая скорость протока теплоносителя по трубам — от 0,3 до 0,7 м/с. Меньшая — приведёт к медленному обогреву помещения и неравномерному прогреву радиаторов, а при большей жидкость просто не будет успевать прогреваться до установленной температуры в теплообменнике котла и создавать ощутимый шум.

Особенности выбора в частном доме

В случае наличия центральной отопительной магистрали, подбор диаметра проводится аналогично квартирным отопительным системам. Однако если вы проектируете автономное отопление в частном доме, то необходимо принять в расчёт тип циркуляции теплоносителя: естественный или принудительный.

Принудительная циркуляция жидкости не так привередлива к выбору сечения трубопровода, а вот работа самотёчной системы с естественной циркуляцией очень сильно зависит от диаметра труб на различных участках.

Здесь больший размер трубы означает меньшее сопротивление и лучшую производительность системы, а некоторые участки контура должны обладать меньшим диаметром. Например, при установке байпаса (замыкающего участка) его диаметр рекомендуется на один условный размер меньше, чем основного трубопровода.

Фото 2. Применение байпаса в отопительной системе, в этом случае диаметр труб должен быть меньше, чем у трубопровода.

Последствия заужения стояка в многоквартирном доме

Весь контур системы отопления в идеале должен быть выполнен трубами одного размера. Отдельные узкие участки приводят к локальным повышениям давления и снижению расхода жидкости, что может пагубно отразиться на эффективности отопления.

При переделке системы отопления в квартире и замене стальных труб на пластиковые, можно по невнимательности сделать заужение диаметра на данном участке. Происходит это потому, что толщина стенок трубопровода из полиэтилена гораздо больше толщины у стального. Так при одинаковом внешнем сечении, пластиковая труба будет обладать меньшим внутренним просветом.

Зачастую такое делается только ради экономии времени и усилий, ведь старые отверстия в стенах под стальные трубы придётся расширять, причём немало: с 25 до 32 мм. Гораздо проще сэкономить и поставить трубу с меньшим внутренним сечением.

Однако делать такое категорически нельзя из-за серьезных последствий: в многоквартирном доме у соседей по стояку вы таким образом украдёте 40% тепла и воды, проходящей по трубам.

Как выбрать диаметр подачи и обратки в квартире

В двухтрубной схеме отопления может использоваться различное расположение труб подачи (с горячим теплоносителем) и обратки (с остывшим после передачи части энергии помещению). Если подача и обратка проходят рядом параллельно и каждый радиатор имеет индивидуальное подключение, то их диаметр можно выбрать одинаковым.

Справка! Однако если трубы разнесены, и подача заведена на чердак дома, откуда уже идут ответвления на комнаты, диаметр подающего трубопровода нужен больше обратного, для обеспечения достаточной производительности системы.

Трубопровод как ключ к эффективной работе

Сечение труб, из которых монтируется система отопления, имеет большое значение в эффективности её работы.

Неправильно произведённый расчёт диаметров может не проявить себя до поры до времени.

Например, пока вы не измените температуру теплоносителя или не попытаетесь запустить систему в холодном доме.

Если отопление и так работало «на грани», то изменение температурного режима может понизить давление до таких уровней, что система просто не будет работать.

Полезное видео

Из видео можно узнать некоторые советы специалиста по выбору диаметра труб отопительной системы.

Заключение

Помимо традиционного отопления на базе котла, сегодня набирает популярность геотермальное отопление, использующее тепловую энергию, запасённую в грунте от солнца. Специальное оборудование (тепловой насос) преобразует небольшую температуру +5–8 °C на глубине земли в тепло для обогрева помещений.

К преимуществам данного способа отопления является повсеместная доступность, возобновляемость энергии, экологичность и низкие расходы на эксплуатацию. Но пока такие установки слишком дороги и окупаются через 5–8 лет. К тому же, для питания насоса требуется электричество, что делает такое отопление полностью энергозависимым.

Какие трубы лучше использовать для отопления – виды, преимущества и недостатки

Устройство отопления в квартире или частном доме – довольно сложный процесс, который включает в себя разработку проекта, подбор отопительных приборов, определение с типом труб и разводкой, а также множество других тонкостей, которые позволяют организовать правильно функционирующую систему. В данном материале мы расскажет о том, какие трубы ставить на отопление в квартире в зависимости от типа разводки, и в чем их основные преимущества и недостатки.

Нормативы организации отопительной системы

От того, какой установлен отопительный прибор и на каком топливе он работает, будет зависеть разновидность труб, используемых для системы. В газифицированных домах монтируют газовое оборудование.

Такой котел имеет следующие элементы:

• насосы;
• автоматическое управление;
• защитные механизмы.

В тех случаях, когда централизованной подводки газа нет, как правило, устанавливают твердотопливные или электрические котлы.

Существует ряд правил при сборке отопительной системы с таким оборудованием:

1. Допускается использование различных типов труб. Главное, при выборе изделий обратить внимание на маркировку, которая определяет область применения данного вида трубы, и ее характеристики.
2. Как правило, если разводка – двухтрубная с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя, применяют металлопластиковые отопительные трубы 16×2,0.
3. Если общая отапливаемая площадь здания составляет порядка 100 м 2 , протяженность труб от котла до радиаторов не должна превышать 25 м.
4. В тех случаях, когда отопительная система оснащена большим числом радиаторов, целесообразно использовать двухконтурную разводку с трубами большого сечения.
5. Обязательным элементом газового отопления является установка вытяжной трубы для выведения продуктов сгорания.
6. Наличие любых запорных элементов между отопительным прибором и системой безопасности – запрещено.
7. Монтаж системы отопления следует проводить с соблюдением нормативов расстояния между элементами.

Если в отоплении предусмотрена принудительная циркуляция, то фильтр желательно устанавливать перед насосом. Для красоты под ламинат укладывают обводы для отопительных труб.

Параметры систем с естественным или принудительным типом циркуляции

Решение, какие трубы лучше использовать для отопления, будет зависеть еще и от способа циркуляции теплоносителя.

Различают два типа системы:

• с самопроизвольным циркулированием;
• с принудительным циркулированием.

При самопроизвольном типе движения теплоносителя никаких дополнительных приборов не потребуется – достаточно отопительного котла. А вот принудительную циркуляцию обеспечивает установленный насос.

Стоит отметить, что для успешного функционирования системы с естественным типом циркулирования требуется точное соблюдение уклонов и расстояний между элементами.

А вот в отоплении с насосом есть возможность регулирования КПД и давления в системе. В данном случае работа оборудования выполняется вне зависимости от температурных показателей воды в трубах, их протяженности или перепадов уровней.

Примечательно, что рабочее давление в системе с естественным оборотом составляет 1,5-2 бар, а с принудительным – 2-4 атмосферы. Читайте также: «Какие трубы отопления для частного дома лучше выбрать: варианты и преимущества».

Какими должны быть отопительные трубы

Безусловно, от качества труб будет зависеть не только эффективность всей системы отопления, но и ее долговечность, поскольку эксплуатируются они в условиях повышенной нагрузки.

Первой характеристикой, которая определяет качество трубы, является ее надежность, сохраняющаяся в течение долгого времени.

Кроме того, вне зависимости от того, какие трубы выбрать для отопления квартиры, они должны быть непроницаемы для кислорода. Это позволит избежать окисления и коррозии труб изнутри, и их преждевременного износа.

Герметичность соединений напрямую влияет не только на режим нагрева, но и на его поддержание. Если труба достаточно прочна, то теплоноситель не сможет просочиться сквозь нее наружу и не испортит отопительные приборы. Рабочие температурные нагрузки и прочность отопительных труб зависят от сырья, применяемого для их производства.

Кроме того, уровень шума от прохождения воды по контуру тоже является важным фактором. Если все собрано правильно, то циркуляция теплоносителя не произведет лишних звуков и не принесет дискомфорта. Ну и, конечно, коммуникации должны выглядеть эстетично, ведь спрятать их иногда невозможно.

Процесс подбора трубопрокатов для отопления

Итак, чтобы понять, какие трубы можно использовать для отопления, стоит обратить внимание на такие факторы:

• размещение коммуникаций;
• рабочая температура и давление в сети;
• тип монтажа контура;
• конфигурация системы (гладкие или гибкие трубы).

Стоит отметить, что тип труб для системы отопления зависит от ее вида. То есть, если речь идет о централизованной сети в многоэтажке с рабочим давлением порядка 16 атмосфер, то трубы должны быть очень прочными и надежными. В то же время для частных домов подойдут изделия попроще, ведь там рабочее давление в сети не превышает 2-3 атмосфер.

Что касается типа монтажа, то разводка может быть наружной, скрытой, проходить внутри коробов или ниш.

Тот факт, какие трубы для отопления лучше для квартиры, определяется еще и необходимостью быстрого доступа к батареям и прочим элементам для проведения их ремонта. Тип циркуляции теплоносителя тоже определяет разновидность труб.

Нормативные расстояния между отдельными элементами отопительной системы зависят от их диаметра и материала.

Разновидности отопительных труб

Все трубные изделия, предназначенные для монтажа отопления, разделяются на три группы:

• из полимерных материалов;
• из металла;
• металлопластиковые.

Полимерные изделия изготавливаются из полипропилена или из сшитого полиэтилена, которые соответствуют характеристикам эксплуатации систем. Такие трубопроводы довольно часто прокладывают под землей. Металлопластиковые изделия совмещают в себе слои полимеров и металла.

Что касается трубопрокатов из металлов, то при производстве таких изделий в качестве сырья используют, как цветные металлы, например медь, так и сталь – нержавеющую или черную. Зачастую отопление монтируют из оцинкованных труб. Главным их достоинством является низкая склонность к окислению и коррозии. Следовательно, портятся они намного медленнее.

Цинкование проводится диффузионным или горячим способом.

Метод диффузионного цинкования выполняется путем нанесения на трубу атомов цинка при рабочей температуре процесса в пределах 400 ℃. А вот горячее цинкование предполагает погружение труб в ванну с расплавленным жидким цинком, температура которого составляет 450 ℃.

Стоит отметить, что стальные, нержавеющие и оцинкованные трубы оптимально подходят для организации отопительного контура с самопроизвольным типом циркулирования. При этом нужно соблюсти все нормативы по уклонам и отступам и воспользоваться трубами с большим сечением – 25-50 мм.

Недостатки черных стальных отопительных труб

Черные стальные трубы уже давно используются для монтажа отопления, поскольку такие изделия достаточно прочны и устойчивы к высоким показателям давления и температур.

Различают два типа стальных черных труб – шовные и бесшовные или цельнотянутые. Изделия со швами получаются в результате сгибания и сварки листового железа.

Хотя оба типа изделий могут использоваться в тех или иных целях, показатели прочности у бесшовных труб – выше.

Тем не менее, черные металлические трубы обладают рядом несовершенств. Они склонны к окислению и коррозии, поэтому изнутри со временем начинают зарастать, особенно, если трубопровод стоит пустой в летнее время. Внутренняя поверхность труб не слишком гладкая, а монтаж производится только сварочным методом.

Внешний слой защитной краски необходимо периодически восстанавливать. А изнутри такую защиту и вовсе нанести невозможно. По сравнению с иными изделиями с аналогичным внутренним диаметром, стальные трубы имеют более толстые стенки, что обуславливает их достаточно большую массу (прочитайте также: «Монтаж стальных труб отопления – преимущества и недостатки, характеристики»).

Достоинства труб из стали

Решить проблему с окислением и коррозией металла можно, если собрать отопление из нержавеющих труб.

Наиболее значимые плюсы черных труб таковы:

• механическая и противоударная прочность;
• способность выдерживать высокое давление и температуры, а также гидроудары;
• нет необходимости в компенсаторах;
• достаточная твердость изделия.

Поскольку линейное расширение стали очень мало, трубы из стали способны функционировать без сбоев даже при высоких температурах. Все это делает их оптимальными для монтажа систем отопления с комбинированным или естественным способом циркулирования.

Такие трубы применяют для отопительных контуров, где практически невозможна регулировка температуры воды и соответствие уклонов нормативам – обязательно. В частности, это относится к сетям с твердотопливными котлами или печами. Особенности функционирования такого отопления требуют, чтобы труба была способна перенести аварийное закипание теплоносителя.

Использование для систем отопления медных труб

Одним из вариантов для монтажа отопительной системы являются медные трубы. Их окисление происходит только под воздействием вихревых токов, если такой контур проходит вблизи электропроводки, а также при контакте с алюминием.

Примечательно, что медные изделия стабильно функционируют даже при сильных перепадах температур теплоносителя – от отрицательных значений до 500 ℃.

Кроме того, благодаря гладкости стенок и антикоррозионным свойствам материала срок службы таких изделий составляет до 100 лет.

Среди достоинств медных труб можно назвать их хорошую теплопроводность и высокую пропускную способность, прочность на разрыв и устойчивость к высокому давлению. Материал обладает бактерицидными свойствами и не пропускает кислород.

Собрать контур из медных труб можно двумя методами:

• низкотемпературным;
• при высоких температурах.

Первый – предполагает применение флюса, и более предпочтителен. Цена на трубы из меди выше, чем на прочие аналоги. Оптимально из таких изделий собирать системы теплого пола под ламинат. Читайте также: «Какую трубу выбрать для отопления – возможные виды, плюсы и минусы материалов».

Характеристики металлопластиковых труб

По строению металлопластиковые трубы состоят из двух слоев полимера, между которыми проложена фольга из металла. Это может быть сшитый полиэтилен, полипропилен и другие полимеры. Подобная конструкция позволяет добиться идеальной гладкости снаружи и изнутри.

Выбирая данный тип труб нужно убедиться, что в системе температура теплоносителя не превысит 95 ℃ – именно на такие значения рассчитаны трубы из металлопластика. Такой высокий порог обуславливает их популярность.

Изделия данного типа не имеют линейного теплового расширения, поэтому приемлемы для прокладки водяных теплых полов под ламинат или в стены без компенсационных устройств. Используют их и для конструкций с принудительной или самопроизвольной циркуляцией жидкости.

Когда применяют полипропиленовые трубы для отопления

Полипропиленовые трубы для систем отопления применяют довольно часто. Желательно, чтобы они были армированы алюминием или стекловолокном. Такой каркас позволяет минимизировать линейное тепловое расширение труб. Это очень важно, если монтаж трубопровода производится в стену. Заметим, что при отсутствии армирования, трубы могут растянуться слишком сильно и повредить крепления.

Предельный порог, который способны выдерживать армированные алюминием или стекловолокном трубы, составляет 95 ℃.

Предпочтительны трубы из полипропилена в обустройстве отопления в частных домах, когда можно выполнить регулировку температуры теплоносителя. При этом чем горячее вода, тем ниже давление в контуре. Читайте также: «Как выполнить подключение радиатора отопления к полипропиленовым трубам – способы, используемые фитинги».

Подходят изделия из полипропилена и для прокладки в землю. Крепление в таком случае производится фитингами.

Отопительные трубы из сшитого полиэтилена

Для прокладки отопительных коммуникаций могут использоваться трубы из сшитого полиэтилена, в котором присутствуют дополнительные молекулярные связи, придающие материалу прочность.

Такие изделия способны работать при рабочей температуре теплоносителя до 90℃ и достаточно высоком давлении. Применяются они для подземных магистралей, а также для прокладки под ламинат.

Производство труб выполняется путем формовки изделий из нагретых заготовок, сохраняющих форму после застывания.

Небольшая масса изделий не перегружает несущие конструкции системы, однако, в любом случае нужно обращать внимание на заявленные производителем характеристики трубы.

Как правило, трубы из сшитого полиэтилена функционируют в условиях:

• давление в 7 бар и температура в 90 ℃;
• 11 бар давления при 70 ℃ температуры.

Сборка трубопровода из таких изделий производится посредством пресс-фитингов и специнструментов.

Воздушное отопление от газового котла

Отопление дома от газового оборудования может быть и воздушного типа. В данном случае воздух нагревается, соприкасаясь со специальным элементом. При такой конструкции в контуре нет давления и температура невысока.

Итак, газовый котел постепенно разогревает металлический проводник, который передает тепло в воздух, нагнетаемый в трубы вентилятором. Далее воздушные массы поступают по трубам в помещение, обогревая его. Примечательно, что оптимальными в такой схеме будут гибкие гофрированные трубы из фольги или металлические трубы с тонкими стенками.

Подобный вариант обогрева предусматривают и проектируют в процессе строительства дома.

Если воздуховод размещен в стене, он довольно часто издает много шума и занимает много места.

По типу циркуляции воздуха в контуре различают системы:

• прямоточные;
• закрытого типа;
• рециркуляцию с подкачкой извне.

Оптимально, если происходит рециркуляция воздуха, которая после установки фильтров (механического, химического или электронного) обеспечивает приток чистого воздуха. Примечательно, что такая система имеет КПД более 90%, позволяет отказаться от батарей в пользу труб, экономична и внешне презентабельна.

Что делать при порыве отопления

Прорыв отопительных труб нужно устранять очень оперативно. В первую очередь, вызывают сантехника или дежурную бригаду. Они смогут быстро добраться до места неполадок, если монтаж выполнен корректно.

Если же принимать решение нужно очень быстро из-за угрозы имуществу или здоровью человека, следует принять меры, чтобы локализировать место аварии, не забывая, однако, о высокой температуре воды в контуре.

Первое, что можно сделать – поставить под протечку емкость для воды, чтобы не пострадало деревянное напольное покрытие. Далее следует добраться до стояка и перекрыть подачу воды. Он может быть либо в подвале, либо в квартире, либо на подводящей магистральной ветке.

Помните о мерах безопасности – используйте толстые резиновые перчатки при работах по локализации порывов в системе отопления, ведь вода в ней очень горячая.

Работы по герметизации аварийного участка трубы

Пока вы дожидаетесь приезда аварийной бригады, следует локализовать место порыва и временно загерметизировать его, чтобы избежать ухода воды из системы. В этом может пригодиться отрезок резины, например, от старой велосипедной камеры, а также винтовой хомут.

Порядок действий в данном случае не будет отличаться в зависимости от типа трубы.

Итак, процедура такова:

1. Аварийный участок трубы оборачивают резиновой лентой в несколько слоев, а после этого по краям ее закрепляют с помощью хомутов.
2. Если в вашем распоряжении хомутов нет, можно заменить их толстым шнуром или проволокой.
3. В завершение процедуры герметизации весь обрабатываемый участок трубы нужно обернуть плотной тканью и закрепить ее несколькими слоями скотча.

Такие действия позволят лишь несколько замедлить утечку теплоносителя из отопительного контура, поскольку на аварийном отрезке давление воды будет довольно интенсивным. Стоит отметить, что сами по себе стальные трубы из нержавейки или с цинковым покрытием являются довольно прочными. Слабыми местами в данном случае могут стать резьбовые соединения, в которых не уложен уплотнитель.

Области применения гладких гибких и жестких труб

Смотровые отрезки трубопроводов, как правило, выполняются из прозрачных труб, которые не способны противостоять высоким температурным показателям.

При прокладке системы отопления важно предусмотреть расстояние до защищенной электропроводки в 50 см и более.

Нередко гибкие отопительные трубы изготавливают из нержавеющей стали. Их удобно применять для прокладки системы теплых водяных полов под ламинат. Срок службы таких изделий довольно велик, а их форма позволяет выдерживать гидроудары с нагрузкой до 60 атмосфер.

Теплый пол с водяным теплоносителем под ламинат может быть смонтирован очень быстро с использованием минимального числа крепежных элементов. Максимальные рабочие показатели температуры и давления для гибких труб составляют 150 ℃ и 15 атмосфер.

Чтобы проложить подземный трубопровод под отопление, довольно часто используют сэндвич трубы. Такая конструкция состоит из гладкой металлической трубы, обернутой сверху слоем утеплителя и заизолированной полимерной или нержавеющей оболочкой.

Глубина прокладки таких подземных коммуникаций может разниться. Как правило, особого значения этот показатель не имеет. Поверх труб с полимерной защитой можно насыпать слой грунта. А вот для оцинкованных изделий потребуется прокладка тоннелей.

Если из труб собран отопительный контур воздушного типа, то, от решетки на выходе до ближайшей мебели или бытовой техники, должно быть соблюдено нормативное расстояние.

Вот мы и определились, какие трубы лучше для центрального отопления. Главное условие успешной эксплуатации любой отопительной системы – надежность и безопасность. Внешний вид и конфигурация может быть легко подобрана благодаря наличию большого выбора изделий на рынке.