Как не ошибиться с диаметрами труб для отопления – какой диаметр выбрать

Создатели отопления сталкиваются с вопросом, – «Трубы какого диаметра применить…» Если говорить с точки зрения проектировщика, то этот вопрос крайне сложен, так как требует громоздких расчетов с учетом множества параметров, в том числе теплового расширения, воздействия конвекции, меняющейся засоренности системы и др.

Но если посмотреть на вопрос «Какой диаметр труб выбрать для отопления» с практической точки зрения, а именно: «Как обеспечить качественную и надежную долговременную работу системы», — то он оказывается предельно простым. И решить его, используя правило в несколько слов, крайне несложно. При этом ошибки не будет 100%.

Какие трубы приходится выбирать

Отопление в домах создается либо полипропиленовыми трубами, либо металлопластиковыми (пластиковыми). Под металлопластиковыми можно понимать и просто гибкие пластиковые трубы без металлического слоя, который может быть заменен на кислородоупорный слой типа EVOH.

Полипропилен в целом гораздо дешевле за счет своих фитингов. Но у него толще стенки. При сходных внутренних диаметрах с металлопластиком, наружный у полипропилена оказывается значительно больше. Например, при внутреннем диаметре 12-14 мм, у металлопластика наружный будет около 16 мм («16-я труба») а у полипропилена около 20 мм («20-ка полипропилена»).

Но эти трубы будут примерно равнозначны по своему гидравлическому сопротивлению в системе. Таким образом взаимозаменяемыми оказываются «16-я труба» с «20-кой».

Какие диаметры встречаются

В продаже можно встретить только несколько определенных диаметров труб. Обозначаются они по наружному диаметру. При этом внутренний диаметр может колебаться в некоторых пределах, в зависимости от толщины стенки, которая может быть разной в зависимости от производителя, назначения трубы…

• Для металлопластиковых труб наружные диаметры такие: — 16 мм, 20 мм и 26 мм.
• Для полипропиленовых труб – 20 мм, 25 мм и 32 мм.

По внутреннему диаметру (а также по пропускной способности) оказываются примерно сходными:

• 16 мм металлопластика и 20 мм полипропилена (внутренний диаметр примерно 12 – 13 мм). И так далее, сходны по пропускной способности соответственно – 20 мм металлопластика и 25 мм полипропилена, а также — 26 металлопластика и 32 полипропилена.

Нужен ли проект для определения диаметра труб

Для отопления можно применить лишь трубы с наружным диаметром 16 мм, 20 мм и 26 мм. Из этих диаметров и придется выбирать. Неужели за этот выбор нужно делать дорогой проект? Конечно, нет.

Простейшие правила выбора диаметра труб позволяют решить вопрос мгновенно и бесплатно с полной гарантией правильного выбора. Диаметры труб принимаются буквально по ходу монтажа специалистами без всяких вычислений.

Возможно, придется немножко переплатить, приняв на нескольких метрах более увеличенный диаметр труб, но такая мизерная переплата не идет ни в какое сравнение с затратами труда, времени и денег на создание проекта отопления дома.

Как выбирают диаметр труб опытные и неопытные монтажники

Ниже указан наружный диаметр для металлопластика.

• Для подключения последних двух радиаторов можно применить минимальный диаметр труб – 16 мм. Тоже самое и для отводков (в том числе длинных) на подключение одного – двух радиаторов.
• Плечо из 3 – 6 радиаторов подключается трубами диаметром 20 мм.
• Кольцо или магистраль, питающая 7 – 20 радиаторов, делается из трубы 26 мм.

Например, подключаем 12 радиаторов в доме.

• Магистраль от котла – 26 мм.
• В котельной и подсобке нужно установить 2 радиатора, подключаем их отводками 16 мм от могистрали.
• Разветвление на левое и правое плечо по 5 радиаторов в каждом делаем трубой 20 мм. При этом каждый радиатор подключается отводками 16 мм, а магистраль на последние два – также 16 мм.

Возможно, проектом на этот дом будет указано, что трубой 16 мм можно подключить не последние 2 радиатора, а 3 или 4.

В каких случаях без проекта не обойтись

Проект на отопление лучше разработать для домов площадью более чем 300 – 350 м кв.

• Во первых, при таком объеме строительства стоимость проекта не будет слишком выделяться, и окажется уместной.
• Во вторых, множество точек, где должны размещаться радиаторы все же лучше увязать в единую систему с помощью автоматизированного расчета.

В этом случае главное, — не выбор диаметра труб, а правильное распределение тепловой энергии по большому зданию и подсобным отдельно стоящим строениям…

Какие трубы применить, если делать отопление своими руками

При создании отопления своими руками чаще всего применяют полипропиленовые трубы, как наиболее простые в монтаже, и самые дешевые. Причем дешевизна на 90% заключается в фитингах, которые сделаны из пластика и соединяются с трубами посредством пайки. Стоит помнить, что полипропилен не дает гарантию правильного монтажа, даже если работает лучший профессионал мира, из-за возможных нарушений в месте сваривания. Самое неприятное – перекрытие внутреннего сечения наплывами. Тем не менее, большинство небольших работоспособных отопительных систем сделаны из армированных полипропиленовых труб PN-25.

Еще правило выбора диаметра труб, можно посчитать

В таблице указана тепловая мощность, Вт (под ней – количество теплоносителя в кг/мин), в зависимости от скорости движения жидкости.

Оптимальной считается скорость – 0,4 – 0,7 м/с, при которой нет шума и перегрузки насоса.

Согласно этим данным не трудно заметить, что пару – тройку стандартных десятисекционных радиаторов можно подключать диаметром 16 мм (наружный металлопластика, внутренний – 13 мм), и т.д.

Каким диаметром трубы лучше сделать отопление в доме

Эффективность работы отопительной магистрали зависит от мощности котла, радиаторов, параметров арматуры. Подходящий диаметр труб для отопления определяется посредством онлайн-программ или самостоятельных расчетов, а также технических показателей и материала. Зная все нюансы, собственник дома может подобрать качественные и надежные изделия.

Сложности выбора диаметра трубопровода

Основная сложность подбора диаметра заключается в особенностях планирования магистрали. Учитываются:

• наружный показатель (медь и пластик) – поверхность арматуры может отдавать тепловые потоки в помещение;
• внутренний диаметр (сталь и чугун) – позволяет рассчитать пропускные характеристики отдельного участка;
• условные параметры – округленное значение в дюймах, нужно для теоретических подсчетов.

Для определения сечения учитывают, что на 1 м2 помещения тратиться 100 Вт энергии.

Зависимость размера от скорости теплоносителя

Выбор показателя диаметра определит пропускную способность магистрали с учетом рекомендованной скорости 0,4-0,6 м/сек. При этом учитывается, что при скорости менее 0,2 м/сек образуются воздушные пробки, а при скорости более 0,7 м/сек есть риск повышения давления теплоносителя.

Для исключения теплопотерь и увеличения скорости теплоносителя устанавливается насос

Насколько равномерно распределяется тепловая энергия по контуру и определяет диаметр патрубков. Чем он меньше, тем быстрее движется вода, но у скоростных показателей есть ограничение:

• до 0,25 м/сек – в противном случае есть риски появления воздушных пробок и невозможности их удаления спускниками, теплопотерь в комнате;
• не больше 1,5 м/сек – теплоноситель в процессе циркуляции будет шуметь;
• 0,36-0,7 м/сек – эталонная величина скорости теплоносителя.

Для контроля интенсивности циркуляции без повышения диаметра патрубков используется циркуляционный насос.

Параметры объема теплоносителя

Для систем с естественной циркуляцией лучше выбрать арматуру с увеличенным диаметром. Это снизит потери тепла в процессе трения воды о внутреннюю поверхность. При использовании данного приема следует учесть, что при увеличении объема воды повышаются затраты энергии на ее нагревание.

Гидравлические потери

Явление возникает, если трубопровод сделан из пластиковых изделий разного диаметра. Причина заключается в разности давлений на местах стыков и увеличению гидравлических потерь.

Формула вычисления диаметра магистрали

Правильное определение диаметра трубы, используемой для магистрали отопления многоквартирного или частного дома, производится на основании таблицы и формулы. При работе с таблицей нужно ориентироваться на зеленые клеточки – в них указана оптимальная скорость давления теплоносителя.

Расчет производится по формуле D= √(354*(0.86*Q/∆t)/V), где:

• V – скорость жидкости в трубе (м/с);
• Q – нужное количество тепла для обогрева (кВт);
• ∆t – разница между обратной и прямой подачей (С);
• D – диаметр трубы (мм).

В качестве примера можно рассмотреть двухэтажный дом с четырьмя крыльями (по 2 на этаж), подключенный к двухтрубной системе с суммарными теплопотерями 36 кВт, 20 кВт из которых приходится на обогрев 1-го этажа, 16 кВт – второго. Для коммуникаций использовался полипропилен, они работают в режиме 80/60 при температуре 10 градусов.

1. Весь объем воды приходится на участок соединения первой ветки с котлом. Это общее количество тепла, равное 38 кВт.
2. По таблице нужно найти данную строчку и соответствующие зеленые ячейки. При данных параметрах необходимый диаметр – 40 и 50 мм. Выбор делается в пользу меньшего.
3. По развилке видно количество тепла на первом (20 кВт) и втором (16 кВт) этажах. Сечение трубной арматуры по таблице – 32 мм.
4. Поскольку на каждом этаже 2 крыла, контур разделен на два ответвления. Для первого этажа 20/2=10 кВт на крыло, для второго – 16/2=8 кВт на крыло.
5. По таблице определяется диаметр – 25 мм, используемый до момента падения нагрузки до 5 кВт, потом – 20 мм.

Расчеты для обратки не нужны – используются трубы с аналогичными параметрами.

Важные технические характеристики труб

Качественный обогрев помещения невозможен без учета технических характеристик оборудования. Их можно рассмотреть на примере стандартных изделий из полипропилена марки РN 20 и 30.

Диаметр снаружи, мм	РN 20		РN 30
	Диаметр внутри	Толщина стенок	Диаметр внутри	Толщина стенок
16	10,6	2,7
20	13,2	3,4	13,2	3,4
25	16,6	4,2	16,6	4,2
32	21,2	5,4	21,2	3
40	26,6	6,7	26,6	3,7

При теплоносителе со скоростью 0,4 м/сек требуется учитывать тепловую мощность изделий различного диаметра. При наружных параметрах 20 мм вырабатывается 4,1 кВт, при 25 мм – 6,3 кВт, при 32 мм – 11,5 кВт, при 40 мм – 17 кВт.

Порядок расчета коллектора отопления и монтажных гильз

Коллектором отопления оснащается квартира или частный дом. Устройство обеспечивает разводку теплоносителя по нескольким веткам. Расчет коллектора производится вместе с сечением труб по наружному или внутреннему размеру на основании принципа «трех диаметров» – трубы на трассе удаляются друг от друга на 6 радиусов каждый. Диаметр коллектора также равен этой величине.

Параметры гильз вычисляются после установления сечения магистрали. Элементы подбираются с учетом материала стены и арматуры, степени расширения при нагревании. Например, диаметр трубы из пластика – 20 мм, гильзы – 24 мм.

Последовательность вычисления сечения отопительных магистралей

Для коммуникаций с циркуляционными насосами понадобится учесть объем теплоносителя в системе, общую протяженность теплотрассы, эталонную скорость потока, теплопередачу отопления, мощность оборудования, величину сопротивления и давление без насоса.

Чтобы выяснить размер изделий, понадобится сделать поправку на снижение КПД – сопротивления поворотов, изгибов и фитингов. Вычисления можно проводить по формуле H = λ(L/D)(V2/2g), где:

• Н – высота нулевого давления без напора в м;
• λ – коэффициент сопротивляемости труб;
• L – длина магистрали;
• D – внутренний диаметр трубы в мм;
• V – скорость потока в м/с;
• g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2.

В процессе исчислений минимальных потерь тепла нужно проверить несколько вариантов диаметров на предмет минимального сопротивления.

Характеристики материалов для изготовления труб

Производители выпускают трубопроводы из нескольких типов материалов.

Полимерные

Изделия, для которых используется пластиковый материал – сшитый или обычный полиэтилен. После вычислений можно установить, какой диаметр пропиленовых труб нужен для отопления частного дома в зависимости от типа оборудования:

• одна или две батареи – 16 мм;
• радиатор или группа радиаторов с мощностью 1-2 кВт (стандартные), до 5 батарей мощностью до 7 кВт – 20 мм;
• плечо тупиковой разводки (крыло дома), радиаторы до 8 шт. общей мощностью до 11 кВт – для отопления лучше использовать пропиленовые трубы диаметром 25 мм;
• один этаж (до 12 радиаторов с общей мощностью до 19 кВт) – 32 мм;
• магистраль из 20 радиаторов до 30 кВт мощностью – 40 мм.

Толщина стенок полимерных изделий подбирается по параметрам давления в сети и бывает 1,8-3 мм.

Стальные

Отличаются прочностью и хорошей теплоотдачей, но сложны в плане монтажа. Поверхность арматуры из нержавейки не подвергается коррозии, характеризуется гладкостью. Стальная отопительная арматура по ГОСТ 3262-75 классифицируется по наружному диаметру, от которого зависит толщина стенок. Данные указаны в таблице.

Наружный диаметр	Толщина стенок
	Легкие	Стандартные	Усиленные
21,3	2,5	2,8	3,2
26,8	2,5	2,8	3,2
33,5	2,8	3,2	4
42,3	2,8	3,2	4
48	3	3,5	4

Стандартные и легкие модификации применяются для организации квартирного или домашнего отопления.

Медные

Материал отличается хорошей теплопроводностью, стойкостью к коррозии, способностью к растяжению. При замерзании теплоносителя системы может работать, сохраняя герметичность. Особенности размеров медной арматуры указаны в таблице.

Диаметр, мм	Толщина стенки, мм	Вес м.п., гр
15	1,5	391
18	2	480
22	2	590
28	2,5	1420
42	3	1700

Чтобы провести отопление, стоит использовать медную арматуру со стенками 1,5-2 мм.

При наличии 5-8 радиаторов в квартире и 2-3 развилок в частном доме можно самостоятельно вычислить диаметр трубы для отопительной магистрали. С этой целью допускается работать с формулами и таблицами. Организация сложной системы с несколькими уровнями предусматривает использование специальных онлайн-программ.