Как выполнить расчет диаметра трубы для отопления правильно – теория и практика

Для обеспечения нормальной работы отопительной системы требуется качественный водопровод, при помощи которого будет транспортироваться теплоноситель. В свою очередь, работоспособность трубопровода напрямую зависит от диаметра труб для отопления. О том, как выполняется расчет диаметра трубы для отопления, и пойдет речь в этой статье.

Гидравлический расчет отопительных труб

Рассчитывая габариты отопительной системы и труб, необходимо знать все параметры данного материала, которые выглядят следующим образом:

• Используемое для изготовления труб сырье (обычно металл или пластик);
• Внутренняя толщина трубы для отопления;
• Внутренние диаметры фитингов и прочих элементов, подключаемых к трубопроводу;
• Номинальный внутренний диаметр;
• Толщина стенок труб.

Неправильный выбор диаметра трубы для отопления в подавляющем большинстве случаев становится причиной возникновения проблем. Нередки случаи использования труб с повышенным диаметром для отопительных систем. Это происходит из-за распространенного мифа о том, что степень теплоотдачи напрямую зависит от диаметра трубы (прочитайте также: «Как рассчитать теплоотдачу стальной трубы и для чего это делается»). Вместо этого давление в системе снижается, в результате чего большая часть тепла уходит впустую, тем самым делая такой подбор труб совершенно неоправданным.

Чтобы избежать такой ошибки, нужно предварительно выполнить гидравлический расчет отопительной системы, который позволит подобрать оптимальное сечение труб для отопления на каждом участке трубопровода. В результате расчетов в каждом отопительном контуре будет создаваться давление, на десятую часть превышающее величину, необходимую для нормального перемещения теплоносителя.

Описанная разница необходима для компенсации потерь давления, возникающих из-за внутренних сопротивлений. Последние, в свою очередь, появляются по причине трения теплоносителя и локальных сопротивлений.

Формула расчета диаметра отопительных труб

Использовать профессиональные методы расчета диаметров труб проблематично ввиду их сложности, поэтому они применяются только специалистами в сфере прокладки отопительных систем.

Для самостоятельных расчетов можно использовать слегка урезанную формулу, которая выглядит следующим образом:

Буквы расшифровываются так:

• D – диаметр трубы (см),
• Q – нагрузка на расчетный участок трубопровода (кВт),
• Δt – температурная разница на подающем и обратном контурах ( 0 С),
• V – скорость перемещения теплоносителя (м/с).

Среднее значение температурной разницы составляет около 20 градусов, поскольку температура теплоносителя в подающем контуре обычно держится на уровне 90 градусов, а на обратном пути вода охлаждается до 65-70 градусов. Читайте также: «Какой диаметр трубы для отопления лучше использовать, как рассчитать сечение».

Расчет мощности отопительной системы

Чтобы рассчитать минимальные показатели мощности отопительной системы, достаточной для эффективного прогрева дома, нужно воспользоваться следующей формулой:

Расшифровка символов выглядит так:

• Qт – требуемая мощность (кВт/час),
• V – объем отапливаемого помещения (м3),
• ∆t – разность температур внутри и снаружи здания ( 0 С),
• K – коэффициент тепловых потерь здания (зависит от конструктивных особенностей здания и теплоизоляции),
• 860 – коэффициент, позволяющий перевести значение результата в кВт/час.

Точный расчет коэффициента теплопотерь достаточно сложен, поэтому в частном строительстве можно использовать упрощенные значения, величина которых зависит от типа постройки:

• 3-4 – такое значение коэффициента тепловых потерь используется в том случае, если здание не имеет теплоизоляции (например, в случае с простыми деревянными постройками);
• 2-2,9 – коэффициент используется в формуле при наличии слабой теплоизоляции (упрощенная конструкция здания, например, кирпичная кладка толщиной в один кирпич);
• 1-1,9 – данный коэффициент подходит для зданий, имеющих средние показатели теплоизоляции (стандартная постройка, например, кирпичная кладка толщиной в два кирпича, обычная кровля и оптимальное количество окон);
• 0,6-0,9 – такое значение коэффициента теплопотерь используется при расчете отопительной системы зданий, имеющих хорошую теплоизоляцию (улучшенная схема постройки, кирпичные стены с двойной теплоизоляцией, небольшим количеством окон, оснащенных двойными рамами).

Проводя расчет полипропиленовых труб для отопления, нужно точно знать, какой результат должен получиться в итоге. Например, разница температур снаружи здания и внутри него определяется индивидуально в зависимости от желаемой степени комфорта в доме. Расчетный показатель наружной температуры зависит от климатических условий конкретного региона и подбирается в специальных таблицах. Читайте также: «Как выполняется расчет диаметра трубопровода – теория и практика из опыта».

Скорость перемещения теплоносителя

Сразу стоит отметить, что минимальная скорость движения воды в трубопроводе системы отопления не может опуститься ниже 0,2-0,25 м/сек. Если скорость в какой-то момент все же окажется ниже, то теплоноситель начнет постепенно выделять воздух – а это, в свою очередь, станет причиной появления воздушных пробок в системе. Такие пробки всегда приводят к снижению работоспособности системы, вплоть до ее выхода из строя.

Верхний скоростной порог может варьироваться в довольно широких пределах – от 0,6 до 1,5 м/сек. Превышение этого порога становится причиной снижения теплоотдачи и громкого шума, вызванного гидравлическими процессами, происходящими в системе, поэтому лучше выбрать некое среднее значение. Читайте также: «Причины появления шума в трубе отопления и способы устранения».

Заключение

Собрав значения всех необходимых параметров, достаточно подставить их в формулу, чтобы узнать необходимый диаметр труб для отопительной системы. Для упрощения работы стоит воспользоваться специальными таблицами, в которых указаны формулы для расчетов и подробно расписаны все используемые в них показатели.

Путем нехитрых расчетов можно определить оптимальный размер труб для конкретной ситуации. Четкое понимание того, какой диаметр трубы выбрать для отопления, позволит создать предельно качественную и функциональную конструкцию, которая будет обеспечивать дом достаточным количеством тепла.

Необходимый диаметр труб для разных систем отопления

Для каждой системы отопления разработаны и индивидуально подобраны размеры труб, их технические параметры. В соответствии с практическими навыками, подборка нужного диаметра предотвращает появление различных технических неполадок, повышает безопасность и надежность всей системы отопления. Необходимо учитывать это и не пренебрегать данным условием. Давайте разберем, где и какой диаметр лучше всего использовать.

Диаметр труб к каждой системе отопления подбирался практическим путем. К выбору диаметра нужно отнестись максимально серьезно, так как качественный подбор позволит при необходимости заливать стяжку, обеспечит проход через стены, не затруднит установку циркуляционных насосов и прочее.

Размер труб для котлов

Общий котловой диаметр труб отопления частного дома является основой основ всей системы отопления. Так как в этом случае труба будет устанавливаться от начала котла до самого коллектора отопления.

Выделяют виды котлов:

При использовании напольного котла диаметр трубы должен соответствовать диаметру выхода котла. Обычно это 20-32 мм. При использовании настенного котла рекомендуемый диаметр полипропиленовой трубы составляет 25 или диаметр 20 для металлопластиковой трубы. Она будет соединять котел и распределительный коллектор.

Рекомендуется соединять коллектор с трубой 40 диаметра, независимо от диаметра трубы, присоединенной к котлу. Данный факт объясняется тем, что диаметр коллектора должен превышать размер выходящих из него труб. Это является важным правилом установки и увеличивает эффективность работы в несколько раз.

Размеры труб для схем отопления

В настоящее время существуют несколько видов систем отопления. К ним относятся:

• Однотрубная система отопления «Ленинградка»;
• Двухтрубная система отопления;
• Коллекторная лучевая разводка системы отопления.

Однотрубная система отопления «Ленинградка»

Однотрубная система отопления «Ленинградка» имеет ограничения по числу радиаторов. Наличие восьми батарей является оптимальным и рекомендуемым для установки на одну ветки. В данном случае требуется применение:

• полипропиленовой трубы, имеющей диаметр 32;
• трубы из металлопластика и стали, имеющей диаметр 26 (на выбор из этих двух).

Труба, имеющая 32 диаметр, вполне достаточна для системы отопления частного дома, включающей восемь радиаторов, потому что перепад температуры от первого радиатора до последнего радиатора будет не таким значительным.

Как показывает практика, при использовании трубы с меньшим диаметром (например, 25 мм), в дальнейшем ее заменить будет невозможно в случае возникновения значительного перепада температуры. Несмотря на то, что труба, имеющая 25 диаметр, стоит дешевле, последствия от установки будут гораздо масштабнее. За незначительную экономию в 2-3 тысячи рублей вы можете приобрести гораздо больше убытков. Если вы заинтересованы экономией, лучше приобретите краны подешевле, которые идут к радиаторам. Они всегда находятся на видном месте, и замена производится легко.

Самые главные моменты при установки однотрубной системы отопления:

• основной стояк на Ленинградке – труба, имеющая размер 32 мм ППР или на размер меньше для стальной и металлопластиковой трубы;
• подъемы к радиаторам делают 20 трубой;

К подъемам устанавливается тройник (32*20*32). Если труба из металлопластика, то тройник должен иметь характеристики 26*16*26 (указанных размеров достаточно, чтобы заводские радиаторы хорошо прогревались). Установка кранов и пробки осуществляется на одну вторую, таким образом будет более эффективно распределяться тепло.

Двухтрубная система отопления

В двухтрубной системе отопления частного дома подача и обратка уже разделены. Если количество радиаторов не превышает восьми штук (самое оптимальное число использования для одного этажа), используется 25-диаметровая полипропиленовая труба или двадцатидиаметровая труба из металлопластика. В двухтрубной системе отопления произошло разделение потоков, именно поэтому нет смысла использовать толстые трубы. Плюс ко всему, в стяжке две 25 мм трубы располагаются более компактно. Если в наличии присутствуют более восьми радиаторов, то на контур лучше заложить 32 мм трубу.

Самые главные моменты при установке двухтрубной системы отопления

• основной лежак оформляется 25-диаметровой трубой;
• подъемы к радиаторам следует оформлять трубой, имеющей диаметр 20;
• в случае металлопластика основной лежак оформляется 20-диаметровой, а подъемы можно сделать 16-диаметровой трубой.

Лучевая разводка

В коллекторной (лучевой) схеме разводки отопления присутствует основной коллектор. И к каждому радиатору или каждым двум радиаторам предоставлена одна ветка. В коллекторной лучевой схеме отопления используются 16-диаметровые трубы из металлопластика. Указанного диаметра трубы вполне достаточно для функционирования одного, двух радиаторов на одном контуре. В принципе, если радиаторы не очень больших размеров, это вполне приемлемо, но с осторожностью.

В случае, если вы устанавливаете два радиатора на ветку, то ни в коем случае не забывайте одновременно с этим осуществлять установку байпаса или тройника (байпас – дополнительная трубка, позволяющая в случае чего перенаправить ток жидкости по дополнительному пути). Смысл данной установки заключается в том, чтобы тепло, переходящее из радиатора в радиатор, не упиралось в них, а наоборот, без труда переходила к следующему радиатору.

В исключительных случаях в коллекторной схеме разводки устанавливают 20-диаметровую трубу. Но в этом действии нет как таковой необходимости и важности.

Преимущества лучевой схемы разводки

В большинстве случаев она более широко используется по сравнению с другими системами отопления, потому что считается более надежной и удобной

Одно из самых ярко выраженных положительных качеств заключается в том, что в лучевой схеме разводки не присутствуют фитинги в стяжке. Каждый радиатор имеет автономную систему управления (радиаторы функционируют независимо друг от друга). Также существует возможность непроблематичной установки автоматики, в том числе и термоголовок. Лучевая разводка является универсальной системой отопления. Ее можно устанавливать и в многоквартирных домах, и в частных сооружениях, которые могут иметь несколько этажей и неограниченное количество комнат.

Следует учитывать, что каждый дом требует индивидуального подхода и должен иметь индивидуально подобранную систему обогрева, которая подбирается согласно проектировке жилого дома.

Самообслуживание, осуществление проектировки и установка коллекторной лучевой схемы разводки не являются какими-либо очень сложными действиями, но несмотря на это, рекомендуется проводить данные мероприятия под контролем профессионалов.

Данная система отопления весьма массивна, поэтому его желательно размещать в специально предназначенном месте. Основное преимущество лучевой системы отопления выражается в том, что всегда существует возможность произвести отключение одного или сразу нескольких радиаторов. Примененное действие никак не будет сказываться на эффективной и слаженной работе.

Следует помнить, что при использовании лучевой разводки, будет увеличиваться расходный материал.