Теплоотдача пластиковых труб для отопления

Гравитационное отопление из полипропиленовой трубы

Многим людям может показаться, что поскольку у полипропилена маленькая теплопроводность в 200 раз меньше чем у стали, то и отдавать тепло такая труба будет очень мало. Однако это не так. Разница теплоотдачи у полипропилена меньше на 15 — 30 %, чем у стальной трубы. Зависит от диаметра. Чем больше диаметр, тем больше разница.

Ниже приведены таблицы, где указана теплоотдача от трубопровода. Подходит для понимания, сколько выделяется тепловой энергии в отапливаемом помещении.

Теплоотдача от стальной трубы

Теплоотдача от полипропиленовой трубы

Разница теплоотдачи у полипропилена меньше на 15 — 30 %, чем у стальной трубы. Давайте разбираться, почему разница такая маленькая.

Чтобы это понять разберем немного теорию передачи тепла.

Теплоотдача трубы в атмосферу происходит только от поверхности трубы, а не с глубины трубы или еще откуда-нибудь. От поверхности трубы тепло уходит двумя способами: Радиоактивным излучением и конвективным теплообменом.

Радиоактивное излучение — это не только страшные волны, которые убивают человека. Радиоактивные волны могут быть безопасные в некотором спектре диапазона волн. Например, те, которые передают тепло прямыми лучами.

Конвективный теплообмен — это прямой контакт воздуха с поверхностью трубы. Воздух, нагреваясь от трубы, расширяется, становиться легче, и поднимается вверх, освобождая пространство для другой порции воздуха. Воздух постоянно омывает поверхность трубы, тем самым отбирает тепло у поверхности трубы.

Мощность передачи тепла от поверхности трубы имеет свой предел. То есть передача тепла в атмосферу происходит с некоторой долей сопротивления. Воздух, который окутывает поверхность, служит еще и тепловым сопротивлением. Тепловая энергия через тепловое излучение тоже уходит плохо.

Поэтому при передаче тепла в атмосферу учитывается не только теплопроводность материала трубы, но и тепловое излучение и конвекция.

Сопротивление теплопередачи стенок трубы не так велико по сравнению с тепловым и конвективным сопротивлением. Поэтому теплопроводность полипропилена не на столько маленькая, чтобы сильно повлиять на теплоотдачу.

И у стальной трубы бесполезно увеличивать теплопроводность, чтобы улучшить теплоотдачу. То есть если вы поставите трубопровод с теплопроводностью выше стали в два раза, то это не увеличит теплоотдачу поверхности в два раза.

Сколь угодно много бы мы не увеличивали теплопроводность стенки трубы, хоть до бесконечности увеличение теплоотдачи будет ничтожно маленьким значением.

Сама поверхность может влиять на сопротивление тепловым излучением. Например, черная поверхность лучше передает тепловое излучение, чем белая поверхность. Краски на радиаторах, имеют повышенные свойства теплового излучения.

То, что даже полипропиленовая труба дает теплоотдачу от трубы, это плюс в пользу полипропиленовой трубы. Полипропиленовая труба может быть использована в качестве регистрового отопления. То есть полипропиленовая труба может быть источником теплопередачи.

Если трубопровод может отдавать тепло, то это увеличивает гравитационный напор. Или еще есть такое понятие, как разгонная петля / коллектор или труба в ГСО. Полипропиленовая труба может быть использована, как разгонная петля.

Почему же полипропиленовая труба мало используется для гравитационной системы отопления?

Конечно, ее можно использовать, но очень осторожно. Я попробую рассказать все нюансы про полипропиленовый трубопровод.

У сантехников, в том числе и у меня есть мысли о том, что полипропиленовая труба не любит высоких температур. Кот-то говорит, что нельзя превышать 75 градусов, кто-то говорит 80 градусов. Производители труб заявляют, что полипропиленовая труба будет работать нормально до 90 градусов. Но, во всяком случае, есть один неоспоримый аргумент это то, что чем выше температура, тем меньше срок службы этой трубы. Она быстрее потрескается или лопнет, и будут протечки. Сложно дать прогноз на срок службы трубы.

Очень часто гравитационную систему отопления используют с (ТТК) ТвердоТопливным Котлом. А ТТК может выдавать высокие температуры выше 90 градусов. Поэтому для гравитационной системы отопления можно использовать полипропиленовый трубопровод, но очень осторожно. Как можно обезопасить полипропилен от высоких температур, это купить ТТК меньшей мощности в два раза меньше, чем максимальные теплопотери дома. Лучше купить два ТТК на 50% максимальных теплопотерь дома. Ну, а если используете ТА, то там нужен особый расчет в таком случае мощность ТА может быть в два раза больше чем максимальные тепловые потери дома.

Полипропиленовые трубы имеют свойство удлиняться, но с этим можно бороться использовать запасы на удлинение трубы. Трубы реально растут, и это потом выглядит ужасно! При удлинении труб могут появляться волны – изгибы. Чтобы было меньше волн придется часто ставить кранштейны и пробовать делать скользящие кранштейны. То есть труба при удлинении должна двигаться по кронштейнам.

Еще пишут в интернете, что полипропиленовые трубы фонят, выделяют вредные вещества в воздух, которым мы дышим. Пишут, что максимальная температура им до 75 градусов, чтобы они прослужили лет 30. При повышении температуры вредные вещества еще больше выделяются. Также для ГСО требуются большие диаметры, а это значит, что вредные выделения будут еще больше.

Не исключено, что могут попадаться трубы плохого качества, которые как раз и выделяют вредные вещества при ее нагревании. Поэтому не поленитесь в магазине понюхать полипропиленовую трубу, если она уже пахнет, то я думаю, эта труба будет выделять запах еще долго. Рекомендую покупать трубы у известного производителя на рынке, которые, как правило, производят трубы в пределах допустимых норм по выделению вредных веществ.

Если вы напугались полипропиленовой трубы, то можете рассмотреть стальные трубы из нержавеющий стали.

Если вы надумали делать трубу из стали и не хотите заниматься сваркой, то можете рассмотреть варианты из стальной нержавеющей стали например гофрированная или от валтека прямая труба.

Но скажу вам, что гофрированная нержавеющая сталь по моему личному опыту выделяет не приятный запах при нагревании.

Например, если вы сделаете из стали, которая ржавеет и покрасите вредной краской, то это тоже большой вопрос, как долго она будет выделять вредные вещества. А на рынке встречается очень плохая краска, которая может выделять вредные вещества годами.

Стальной трубопровод, который вы покрасите, тоже будет выделять запах краски и еще будет долго выделять вредные вещества, которые содержаться в краске.

Например, радиатор, купленный в магазине не факт, что краска, которая на нем не будет выделять вредные вещества. А это очень даже может быть. Мне попадались и попадаются такие радиаторы.

у нас в квартирах и домах могут быть много вещей, которые выделяют вредные вещества. Например, купленная кленка в магазинах бывает очень долго пахнет. Поэтому рекомендую не скупиться и выбрать известного производителя и не гоняться за дешевизной, у которых есть высокая доля вероятности использования вредных материалов.

Почему специалистам не нравится гравитационное отопление из полипропиленовой трубы?

Полипропилен не любит высокой температуры. Например, при температурах выше 75 градусов, полипропилен прослужит не долго. Полипропилену крайне не желательны высокие температуры выше 90 градусов. Гравитационное отопление используется с ТТК, а у ТТК высока вероятность скачков температуры. Полипропилен начинает трескаться, и потом труба может просто лопнуть, и будут течи. Важно брать малую мощность ТТК, чтобы не создавать высокие температуры в системе отопления, которые разрушают трубу. Лучше купить два ТТК мощностью два раза меньше максимальных тепловых потерь. Если используете ТА, то в таком случае мощность котла увеличивается. Там свои расчеты по мощности.

Если вы надумали делать отопление из полипропилена, то обязательно используйте полипропилен армированный с защитой от кислородной диффузии

Выбрать диаметры для гравитационной системы отопления поможет программа симулятор системы отопления.

Реклама услуг по расчету

Вы можете обратиться за услугами по расчету диаметров для вашей системы отопления сюда: Оставить заявку на расчет

Медные трубы для отопления — для лучшей теплоотдачи и долговечности системы отопления

Система отопления предусматривает наличие разводки из труб, сегодня от этого никуда не денешься. Если недавно выбор ограничивался черным металлом, то сейчас ассортимент более широк. Поэтому перед покупкой нужно четко понимать, что хочется получить в результате.

Существует стандартный набор требований к трубам отопления:

• Долговечность. Срок службы изделия должен быть как минимум не меньше остальных составляющих системы;
• Прочность. Большинство жилищ подключены к принудительной отопительной системе, поэтому запас прочности должен быть обязательно;
• Устойчивость к перепаду температур и гидроудару;
• Эстетичность;
• Ремонтопригодность;
• Экономическая выгода. Если цена трубы высокая, то и остальные характеристики должны этому соответствовать.

Подобрать изделие можно под любой кошелек, а надежностью сейчас могут похвастаться даже самые бюджетные варианты.

Как увеличить теплоотдачу трубы отопления своими руками

Расчёт теплоотдачи трубы требуется при проектировании отопления, и нужен, чтобы понять, какой объём тепла потребуется, чтобы прогреть помещения и, сколько времени на это уйдёт. Если монтаж производится не по типовым проектам, то такой расчёт необходим.

Для каких систем нужен расчёт?

Коэффициент теплоотдачи считается для тёплого пола. Всё реже эта система делается из стальных труб, но если в качестве теплоносителей выбраны изделия из этого материала, то произвести расчёт необходимо. Змеевик – ещё одна система, при монтаже которой необходимо учесть коэффициент отдачи тепла.

Радиатор из стальных труб

Регистры – представлены в виде толстых труб, соединённых перемычками. Теплоотдача 1 метра такой конструкции в среднем – 550 Вт. Диаметр же колеблется в пределах от 32 до 219 мм. Сваривается конструкция так, чтобы не было взаимного подогрева элементов. Тогда теплоотдача увеличивается. Если грамотно собрать регистры, то можно получить хороший прибор обогрева помещения – надёжный и долговечный.

Как оптимизировать теплоотдачу стальной трубы?

В процессе проектирования перед специалистами встаёт вопрос, как уменьшить или увеличить теплоотдачу 1 м. стальной трубы. Для увеличения требуется изменить инфракрасное излучение в большую сторону. Делается это посредством краски. Красный цвет повышает теплоотдачу. Лучше, если краска матовая.

Другой подход – установить оребрение. Оно монтируется снаружи. Это позволит увеличить площадь теплоотдачи.

В каких же случаях требуется параметр уменьшить? Необходимость возникает при оптимизации участка трубопровода, расположенного вне жилой зоны. Тогда специалисты рекомендуют утеплить участок – изолировать его от внешней среды. Делается это посредством пенопласта, специальных оболочек, которые производятся из особого вспененного полиэтилена. Нередко используется и минеральная вата.

Производим расчёт

Формула, по которой считается теплоотдача следующая:

• К – коэффициент теплопроводности стали;
• Q – коэффициент теплоотдачи, Вт;
• F – площадь участка трубы, для которого производится расчёт, м 2 dT – величина напора температуры (сумма первичной и конечной температур с учётом комнатной температуры), ° C.

Коэффициент теплопроводности K выбирается с учётом площади изделия. Зависит его величина и от количества ниток, проложенных в помещениях. В среднем величина коэффициента лежит в пределах 8-12,5.

dT называется также температурным напором. Чтобы параметр высчитать, нужно сложить температуру, которая была на выходе из котла, с температурой, которая зафиксирована на входе в котёл. Полученное значение умножается на 0,5 (или делится на 2). Из этого значения вычитается комнатная температура.

Если стальная труба изолирована, то полученное значение умножается на КПД теплоизоляционного материала. Он отражает процент тепла, который был отдан при прохождении теплоносителя.

Рассчитываем отдачу для 1 м. изделия

Посчитать теплоотдачу 1 м. трубы, выполненной из стали, просто. У нас есть формула, осталось подставить значения.

Q = 0,047*10*60 = 28 Вт.

• К = 0.047, коэффициент теплоотдачи;
• F = 10 м 2. площадь трубы;
• dT = 60° С, температурный напор.

Об этом стоит помнить

Хотите сделать систему отопления грамотно? Не стоит подбирать трубы на глазок. Расчёты теплоотдачи помогут оптимизировать траты на строительство. При этом можно получить хорошую отопительную систему, которая прослужит долгие годы.

Увеличение теплоотдачи отопительной магистрали

Изучая способы эффективного обогрева помещений различных типов, владельцы задаются вопросом о том, как увеличить теплоотдачу трубы отопления. Главное в этом – отношение объема трубы ко всей площади ее поверхности.

Полученные показатели помогут правильно сделать все расчеты и не допустить ошибок. Кроме того, данный вопрос следует поднимать еще во время строительных работ, поскольку в готовом объекте решить этот вопрос сложнее.

Проблемы полипропиленовых труб диаметром 20, 25, 32 мм

Несмотря на все положительные стороны, присущие пластиковым изделиям, есть и отрицательные. Недостатки полипропиленовых труб:

1. Изменение геометрическим размером (под действием повышенных температур происходит линейное удлинение полипропиленовых труб).
2. Преждевременное «старение» материала под действием прямых солнечных лучей.
3. Размягчение пластика при высоких температурах (выше 95 °С) и давлении.

Значительное удлинение полипропиленовых труб при нагреве объясняется увеличенным коэффициентом линейного расширения, по сравнению с металлическими аналогами. Опасность этого явления – нарушение целостности декоративного покрытия, под которым спрятана труба. Через определенный промежуток времени на нем обязательно появятся трещины. Казалось бы, можно ограничиться наружным монтажом, но в этом случае наблюдаются неопрятные волны вместо длинной прямой линии.

Что же делать? Ответ прост – армировать пластиковый материал! Подобная конструкция представляет собой специальный армированный слой, окруженный с двух сторон слоями пластика.

Армированные пластиковые трубы хороши тем, что образуется жесткий каркас, который не позволяет трубам расти в длину или расширяться. При этом отдельные полимерные молекулы извиваются змейкой, но общая структура остается неизменной.

Определение теплоотдачи

Для правильного подбора размера регистров для отопления помещений в соответствии с теплопотерями необходимо знать значение теплоотдачи трубы длиной 1 метр. Эта величина зависит от используемого диаметра и разницы температур теплоносителя и окружающей среды. Температурный напор определяется по формуле:

где t1 и t2 – температуры на входе в котел и выходе из него соответственно;

tк – температура в отапливаемой комнате.

Быстро определить ориентировочное значение количества тепла, получаемого от регистра, поможет таблица теплоотдачи 1 м стальной трубы. Не смотря на то, что результат получается весьма приближенным, этот метод является самым удобным и не требует проведения сложных расчетов.

Для справки: 1 БТЕ/ час · фут2 ·oF = 5,678 Вт/м2К = 4,882 ккал/час· м2 ·oC.

Таблица показывает, какой будет теплоотдача стальных труб в воздушной среде при некоторых температурных перепадах. Для промежуточных значений разницы температур выполняются расчеты путем интерполяции.

Для более точного определения количества тепла, которое дает стальная труба, следует пользоваться классической формулой:

где: Q – теплоотдача, Вт;

K – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 · 0С);

F – площадь поверхности, м2;

∆t – температурный напор, 0С.

Принцип определения ∆t был описан выше, а значение F находится по простой геометрической формуле для поверхности цилиндра: F = π·d·l,

где π = 3,14, а d и l – диаметр и длина трубы соответственно, м.

При расчете участка длиной 1 м формула приобретает вид Q = 3,14·K·d·∆t.

На заметку: при определении теплоотдачи одиночной трубы достаточно подставить справочное значение коэффициента теплообмена для стали при передаче тепла от воды к воздуху, которое составляет 11,3 Вт/(м2 · 0С). Для отопительного прибора значение К зависит не только от материала, из которого изготовлены трубы, но также от их диаметра и количества ниток, так как они влияют друг на друга.

Средние значения коэффициентов теплопередачи для самых популярных типов нагревательных приборов приведены в таблице.

Важно! Подставляя значения в формулы необходимо внимательно следить за единицами измерения. Все величины должны иметь размерности, которые согласовываются между собой

Так, коэффициент теплопередачи, найденный в ккал/(час· м2 ·0С) необходимо перевести в Вт/(м2·0С), учитывая, что 1 ккал/час = 1,163 Вт.

Безусловно, таблица теплоотдачи стальных труб позволяет получить результат более быстро, чем расчет по формулам, но если важна точность, придется немного повозиться.

Чтобы определить необходимый размер регистра, требуемую тепловую мощность нужно разделить на теплоотдачу 1 метра с округлением в большую сторону к ближайшему целому числу. Для ориентира можно взять средние данные для утепленного помещения высотой до 3 м: 1 м регистра при диаметре 60 мм способен обогреть 1 м2 помещения.

На заметку: Как видно из таблицы, коэффициент К для стальных труб может меняться от 8 до 12,5 ккал/(час· м2 · 0С). Увеличение диаметров и количества ниток приводит к уменьшению эффективности передачи тепла. В связи с этим для увеличения теплоотдачи регистра следует отдавать предпочтение увеличению длины элементов.

Необходимо учитывать также, что трубы больших размеров требуют повышенного объема воды в системе, что создает дополнительную нагрузку на котел. Рекомендуемое расстояние между нитками равно равняться диаметру труб плюс еще 50 мм.

Если система заполняется не водой, а незамерзающей жидкостью, то это существенно влияет на теплоотдачу регистра и требует увеличения его размеров после проведения дополнительных расчетов. Это особенно актуально при использовании приборов с ТЭНами и маслом в виде теплоносителя.

Стальной трубопровод является довольно прочным, долговечным изделием с хорошей теплоотдачей. Регистры из гладких труб могут иметь различные конфигурации, очень удобны в уходе и не требуют периодической промывки. Это позволяет им успешно конкурировать с легкими биметаллическими и алюминиевыми отопительными приборами, а также с традиционными «неубиваемыми» чугунными радиаторами.

Водогазопроводные трубы получили широкое распространение в наружных тепловых сетях при открытой прокладке благодаря высокой жесткости и износоустойчивости. Целесообразность использования стальных труб для отопления помещений определяется условиями эксплуатации, финансовыми возможностями и эстетическим вкусом хозяев. Применение регистров наиболее оправдано в производственных и технических помещениях, но и в других случаях у них найдутся свои преимущества.

Автор (Эксперт Сайта): Ирина Чернецкая

Расчет регистров из гладких труб

Стальные регистры отопления несложно сделать своими руками. Стоимость такой системы отопления будет зависеть от того, кто будет их варить. Если техникой сварки владеете сами, вариант — самый малобюджетный, если сварщику нужно будет платить, особой разницы в стоимости с недорогими алюминиевыми не будет.

При этом регистры будут занимать большие площади, чем стандартные отопительные приборы: из-за незначительной поверхности соприкосновения с воздухом эффективность у них невысокая. Увеличивают теплоотдачу, поставив более мощный насос, но есть ограничения по скорости из-за возможных шумов в системе. О том, как подобрать мощность насоса читайте тут.

Диаметры, как говорилось — от 32 мм до 100-150 мм. Большие размеры труб ведут к увеличению объема системы. При старте и разгоне системы это минус — пока нагреется теплоноситель, пройдет прилично времени. При работе большой объем — скорее плюс: более мягкие условия для котла. С другой стороны — при большом количестве теплоносителя регулировать температуру сложно.

Таблица теплоотдачи стальных труб разного диаметра для разных условий работы системы (кликните по картинке для увеличения ее размера)

Расстояние между двумя трубами в регистре маленьким быть не должно: так снижается теплоотдача. Потому их располагают на расстоянии не меньшем чем 1,5 радиуса. Количество рядов и длина регистра зависят от требуемой мощности, а также от диаметра выбранных труб. В общем случае (для средней полосы России, для помещений со средней теплоизоляцией и высотой потолков 3м) можно считать по теплоотдаче метра стальной трубы. Эти значения приведены в таблице. По ней вы сможете найти размер и количество регистров по площади помещения.

Теплоотдача одного метра стальных труб разного диаметра — для расчета регистра отопления по площади

Для расчета по тепловым потерям помещения есть усредненные данные по тепловой мощности погонного метра стальной трубы. Можно для стандартных условий использовать их. Если система работает на других температурах, требуется внести корректировки в большую или меньшую сторону.

Если эти таблицы вам не помогли, можно сделать расчет регистра по формуле.

Формула расчета регистров из стальных труб

Подставив соответствующие значения, вы найдете теплоотдачу одной труб при ваших условиях. Теплоотдача всех последующих (второй и более) будет чуть меньше. Найденное значение нужно умножить на 0,9. Так вы рассчитаете и сможете сделать регистр из гладких труб своими руками.

Расчет теплового потока

Для точного расчета лучше обратиться к инженеру теплотехнику компании производителя, продавца, либо посчитать число радиаторов на онлайн калькуляторе. Ориентируйтесь на размеры помещения, число окон, дверей, материалы стен, климат месторасположения дома, мощность радиатора отопления и другие технические характеристики приборов.

При планировании отопления примите во внимание абсолютно все факторы

Упрощенный самостоятельный расчет радиаторов отопления по площади выглядит следующим образом.

Расчет мощности радиатора отопления.

Для 1 кв. м помещения нужно 100 вт, если в комнате высотой 2, 8 кв. м 1 оконный проем и одна стена, граничащая с улицей.

Если 2 стены наружные, окно 1, потребуется 120 вт. Для 1 кв. м. комнаты.

При 2 окнах, 2 стенах, пограничных с улицей – 130 вт. – 1кв. м.

Остается перемножить число метров и число Ватт. Если высота потолков превышает стандарт 2,7 – 2, 8 кв. м., помножьте полученную ранее сумму на 1,1 (коэффициент поправки).

Как узнать число секций?

Размеры конструкции, расчет количества секций радиаторов отопления делают следующим способом: известную мощность, определенную для одной комнаты разделите на мощность одной секции радиатора, озвученную в его паспорте. Результат деления – это число секций. При получении не целого числа, к примеру, 10,6, купите 11 секционный прибор.Если секция — 170 – 190 Вт мощности, комната 18 – 20 кв. м.

При самостоятельном подсчете необходимо обратить внимание на число обогревательных трубок в 1 ряду

Важно знать, что горизонтальные секционные радиаторы имеют теплоотдачу превышающую тепловыделение вертикальными высокими батареями

Важно знать, что горизонтальные секционные радиаторы имеют теплоотдачу превышающую тепловыделение вертикальными высокими батареями

Фирмы производители, ориентированные на потребителей, недостаточно знакомых с техническими характеристиками, зачастую указывают в паспортных данных размер площади помещения. Это облегчает выбор подходящих параметров при условии стандартных размеров радиаторов. Для оригинальных моделей расчет секций радиаторов по площади помещения доверьте инженеру компании изготовителя

Они примут во внимание каждый фигурный регистр батареи отопления

Трубчатый стальной отопительный радиатор– это выбор рачительного хозяина, обладающего высокоразвитым художественным вкусом: они экономичны, практичны, декоративны, легки для монтажа, компактны и безопасны во всех отношениях: не собирают пыль, исключают случайные травмы. Стальные трубчатые батареи отопления, покрытые синтетическими защитными составами, не поддаются коррозии, внешне влагоустойчивы, при оснащении фильтрами и автоматикой работают 20 – 30 лет. Стальные трубчатые радиаторы отопления пользуются большой популярностью в многоквартирном доме.

Уменьшение теплоотдачи.

В целях энергосбережения, становиться актуальным уменьшение теплоотдачи труб на тех участках коммуникаций, которые не используются по назначению, например при переходе из одного здания в другое или в неотапливаемом помещении.

Для этого есть множество вариантов использования теплоизоляционных материалов. Производители представляют на выбор достаточно широкий ассортимент, начиная от дешевых стекловолоконных и заканчивая более дорогими типа пенополистирола. Можно приобрести трубы с уже встроенными в нее утеплительными элементами.

Подведя итог, делаем выводы, что использование подобных расчетов помогает существенно сэкономить и избежать многих технических препятствий при проектировании систем водо- и теплообеспечения.

Вообще-то вы отчаянный человек, если решились на такое мероприятие. Теплоотдача трубы, конечно же, поддается расчетам и существует великое множество работ по теоретическому расчету теплоотдачи различных труб.

Начнем с того, что если вы затеяли проводить в доме отопление своими руками, то вы человек упорный и целеустремленный. Соответственно, уже составлен проект отопления, выбраны трубы: либо это металлопластиковые трубы отопления либо стальные трубы отопления. Радиаторы отопления тоже уже присмотрены в магазине.

Но, прежде чем всё это приобретать, то есть на проектном этапе, необходимо произвести условно-относительный расчет. Ведь теплоотдача труб отопления, просчитанная в проекте – это залог теплых зим для вашей семьи. Здесь ошибаться нельзя.

Методы расчета теплоотдачи труб отопления

Почему делается обычно упор на расчет теплоотдачи именно труб отопления. Дело в том, что для радиаторов отопления производственного изготовления все эти расчеты сделаны, и приводятся в инструкциях по применению изделий. Исходя из них, вы спокойно можете рассчитать необходимое количество радиаторов в зависимости от параметров вашего дома: объем, температура теплоносителя и т.д.

Это квинтэссенция всех необходимых параметров, собранных в одном месте. В Сети сегодня размещено великое множество таблиц и справочников для онлайн расчета теплоотдачи труб. В них вы узнаете, какова теплоотдача стальной трубы или чугунной трубы, теплоотдача полимерной трубы или медной.

Все, что необходимо при пользовании этими таблицами – знать начальные параметры вашей трубы: материал, толщина стенок, внутренний диаметр и т.д. И, соответственно, внести в поиск запрос «Таблица коэффициентов теплообмена труб».

В этот же раздел по определению теплоотдачи труб, можно отнести и использование мануальных Справочников по теплообмену материалов. Хотя, их все труднее и труднее находить, вся информация перекочевала в Интернет.

Теплоотдача стальной трубы считается по формуле

Qтр=1.163*Sтр*k*(Tводы – Твоздуха)*(1-кпд изоляции трубы),Вт где Sтр – площадь поверхности трубы, а к – коэффициент теплопередачи от воды к воздуху.

Теплоотдача металлопластиковой трубы рассчитывается по другой формуле.

Где — температура на внутренней поверхности трубопровода, °С; t

c -температура на наружной поверхности трубопровода, °С;
Q —
тепловой поток, Вт;
l
— длина трубы, м;
t
— температура теплоносителя, °С;
t
вз — температура воздушной среды, °С; a н — коэффициент наружной теплоотдачи, Вт/м 2 · К;
d
н — наружный диаметр трубы, мм; l — коэффициент теплопроводности, Вт/м К;
d
в
—
внутренний диаметр трубы, мм; a вн — коэффициент внутренней теплоотдачи, Вт/м 2 · К;

Вы прекрасно понимаете, что расчет теплопроводности труб отопления – величина условно-относительная. В формулы вносятся усредненные параметры определенных показателей, которые могут, и отличаются от реально существующих.

Например, в результате проводимых экспериментов выяснено, что теплоотдача полипропиленовой трубы, расположенной горизонтально, чуть ниже, чем у стальных труб того же внутреннего диаметра, на 7-8%. Именно внутреннего, так как у полимерных труб толщина стенки немного больше.

Многие факторы влияют на итоговые цифры, полученные в таблицах и формулах, именно поэтому всегда делается сноска «примерная теплоотдача». Ведь в формулах не учитываются, например, теплопотери через ограждающие конструкции здания, выполненные из разных материалов. Для этого существуют соответствующие Таблицы поправок.

Тем не менее, воспользовавшись одним из методов определения теплоотдачи труб отопления, вы будете иметь общее представление о том, какие трубы и радиаторы отопления вам нужны для дома.

Удачи вам, строители своего теплого настоящего и будущего.

Выбор труб для теплого пола

Теплые водяные полы – это удобный и недорогой способ обогрева дома или квартиры. При этом наиболее надежны и экономичны теплые водяные полы, подключенные к системе отопления или отдельному отопительному контуру с питанием от котла. Затраты при выполнении такого пола вполне оправданы, ведь в процессе эксплуатации они окупаются очень быстро. При этом значительную часть затрат составляют затраты на трубы для выполнения греющего контура.

Выбор труб для теплого пола

Какие трубы лучше для теплого пола? Это зависит от нескольких факторов: от способа укладки, длины контура, способа выполнения стяжки и финишного покрытия. Существует несколько видов применяемых труб:

• Медные;
• Металлопластиковые;
• Трубы из сшитого полиэтилена.

Все они имеют свои особенности, которые необходимо учесть при выборе.

Медные трубы

Их отличает высокое качество, отличная теплоотдача, прочность и долговечность, но при этом максимальная из возможных вариантов цена и некоторая сложность в монтаже: гибку труб необходимо производить по шаблону, а для стыков использовать сварку. Кроме того, если греющий контуртеплого пола подключен к системе отопления с алюминиевыми или стальными радиаторами, возможно возникновение гальванической пары, что приведет к электрохимической коррозии радиаторов.

Медные трубы для теплого пола

Медные трубы для теплого пола применяют обычно там, где требуется максимально быстрый прогрев помещения при минимальных тепловых потерях. Это актуально для домов, в которых ввиду невозможности установки газового котла теплоноситель получают более дорогостоящим способом: с помощью дизельного или электрического котла. Затраты на медные трубы в 5-7 раз выше, чем на металлопластиковые или полиэтиленовые. При этом температуру теплоносителя для медных труб можно поддерживать на 5-10 градусов меньше, что в конечном итоге приведет к их окупаемости в течение двух-трех лет.

Для теплого пола применяют медные трубы диаметром 20 мм, стараясь сделать минимальное количество стыков. Из-за высокой теплоотдачи температура в начальной части контура может быть значительно выше, чем в конце, из-за чего пол прогревается неравномерно в разных зонах. Поэтому предпочтительнее укладывать медные трубы «улиткой» или «двойной змейкой», чтобы рядом проходили как прямая, так и обратная части контура.

Укладка труб на пол методом змейки и методом улитки

Металлопластиковые трубы

Металлопластиковые трубы состоят из термостойкого пластика, армированного сплошным или сетчатым металлическим слоем. Их внутренняя поверхность гладкая, на ней не образуется отложений, что позволяет сохранить постоянный рабочий просвет в течение всего срока службы. Для теплого пола необходимо выбирать трубы, предназначенные именно для горячего теплоносителя.

Структура металлопластиковой трубы

Металлопластиковые трубы для теплого пола – самый простой вариант для самостоятельного монтажа. Присоединение греющего контура к прямому и обратному коллектору производится с помощью обжимных фитингов без применения специального инструмента, к тому же трубы при гибке сохраняют форму, и их можно укладывать силами одного человека. При этом металлопластиковые трубы имеют два существенных недостатка:

• фитинги в процессе эксплуатации требуют периодической затяжки, поэтому необходимо обеспечить беспрепятственный к ним доступ;
• при выполнении стяжки нужно следить, чтобы не смять трубы и не сузить их просвет.

Теплоотдача у металлопластиковых труб несколько ниже, чем умедных, однако это компенсируется их невысокой стоимостью и удобством монтажа. Наиболее удобно монтировать металлопластиковые трубы на специальные теплоизолирующие маты с бобышками – их просто укладывают в промежутки между бобышками, создавая необходимый контур, а поверх заливают бетонную стяжку. При таком способе укладки вероятность их повреждения минимальна.

Укладка труб на специальные теплоизолирующие маты

При выборе производителя металлопластиковых труб лучше отдать предпочтение проверенным фирмам, а сами трубы выбрать с кислородонепроницаемым слоем – это продлит срок службы стальных элементов греющего контура. Диаметр труб для греющего контура – 20 мм.

Полиэтиленовые трубы

Один из самых популярных видов выполнения теплого пола подразумевает использование труб из шитого полиэтилена. Эти трубы наиболее дешевые, легко монтируются, обладают упругостью и не боятся сминания при выполнении стяжки. Теплоотдача у полиэтилена ниже, чем у медных или металлопластиковых труб, при этом однослойная структура обладает высокой надежностью. Также стоит остановить на них свой выбор в случае использования в качестве теплоносителя антифризов – полиэтилен обладает очень высокой устойчивостью к агрессивным жидкостям. Еще одним достоинством полиэтиленовых труб является минимальный радиус изгиба, что позволяет выполнить контур любой формы без образования участков с напряжением материала.

Комплект полиэтиленовых труб

Наиболее распространенным способом укладки полиэтиленовых труб является подвязка их хомутами к арматурной сетке – трубы эти упруги, не держат форму, и укладка их в определенный контур без закрепления невозможна. Как правило, их применяют под бетонную стяжку, однако возможна и укладка полиэтиленовых труб в специальные теплораспределительные пластины. Контур не должен содержать соединений – именно в местах стыков чаще всего происходят повреждения. Качественные полиэтиленовые трубы должны выдерживать давление не менее 6 бар, температуру теплоносителя не менее 90°С с пиковым повышением до 100-110°С. Также полиэтиленовые трубы должны обладать антикислородным барьером, особенно при подключении теплого пола к системам отопления с использованием стальных и алюминиевых радиаторов. Диаметр для полиэтиленовых труб теплого пола обычно выбирают 16-20 мм, толщину стенки – 2 мм.

Схема укладки труб для туплого пола

Выбирая производителя медных, металлопластиковых или полиэтиленовых труб, следует обратить внимание на заявленные технические характеристики и гарантийный срок – для всех видов труб он должен быть не менее 10 лет. Срок эксплуатации при отсутствии резких скачков температуры и гидроударов, как правило, составляет не менее 25 лет, что позволит создать комфорт в вашем доме на долгие годы.

Виды отопительных регистров

Стальные отопительные регистры представляют собой водогазопроводные или электросварные трубы, которые с помощью сварки соединяются в приборы для обогрева помещений. Они могут быть разной конфигурации. В соответствии с формой приборов выделяют следующие разновидности:

На рисунке показаны некоторые варианты их конструктивного исполнения.

Секционные в свою очередь подразделяются на виды в зависимости от способа соединения: ниткой или колонкой. В первом случае нагретая жидкость проходит последовательно по каждой трубе, двигаясь по прибору, как в змеевике. Во втором – теплоноситель входит в каждую последующую трубу с двух сторон параллельно, как показано на рисунке выше.

Иногда применяют аналогичные конструкции из металлического профиля прямоугольного или квадратного сечения. Они несколько дороже круглых, но могут быть удобны для самостоятельного изготовления при наличии исходного материала.

Несмотря на непривлекательный внешний вид, стальные регистры довольно популярны в помещениях технического назначения. Их часто можно встретить в гаражах, мастерских, производственных цехах, а иногда и в общественных зданиях. Некоторые домовладельцы отдают предпочтение именно регистрам из труб из-за относительной дешевизны изделия и возможности изготовления своими руками прибора нужной длины и формы.

По способности отдавать тепло такие приборы несколько уступают радиаторам аналогичной длины, но при этом имеют меньшую стоимость. Важным преимуществом гладкотрубных регистров является простота в уходе за ними. Именно удобство регулярного очищения обуславливает их частое применение в медицинских учреждениях.

Для увеличения теплоотдачи стальной трубы используют оребрение из пластин. Они существенно увеличивают площадь контакта с окружающим воздухом, к тому же улучшают конвекцию. Эффективность таких отопительных приборов примерно раза в 3 выше, чем гладкотрубных. Недостаток регистров с оребрением только в сложности удаления пыли, которая скапливается между пластинами.

Существуют и более сложные современные конструкции вертикальных регистров. Они могут быть как прямыми, так и дугообразными в плане, повторяя очертания самых сложных архитектурных форм. Возможны варианты расположения колонок в один или два ряда. Такие регистры очень удобны для больших высоких помещений и дают свободу смелым дизайнерским решениям.

Блиц-советы

Используя трубы из различных материалов нужно знать некоторые их особенности:

• Медная труба может свариваться низкотемпературным и высокотемпературным способом, что надежнее. Но при воздействии высокой температуры медь темнеет и теряет привлекательность. Так что нужно быть готовым маскировать шов;
• Место сварочного шва у меди крепче, чем остальная поверхность. Поэтому лопнуть она может где угодно, только не на шве;
• При монтаже металлопластиковых изделий лучше воспользоваться фитингом с пресс-гильзой, тогда место соединения не будет вас беспокоить никогда. В ином случае гайку придется подкручивать время от времени;
• Полипропилен может сварить даже новичок, но нагрев ниже нормы приведет к утечке, а перегревание сузит просвет. Ремонтопригодность материала нулевая, так что монтаж системы лучше доверить профессионалу.

Использование более эффективной модели

В некоторых ситуациях улучшить эффективность работы батарей можно исключительно радикальным методом, заменив их на новые. Отметим, что даже высококачественные системы отопления после двух десятков лет эксплуатации нуждаются в обновлении из-за того, что происходит выработка их ресурса. Технологии не стоят на месте, а это значит, что в радиаторах старого образца используются менее эффективные и энергоемкие материалы.

Еще один важный аргумент в пользу замены старых батарей на новые — это улучшенная конструкция последних. В современных моделях площадь теплоотдачи значительно больше, кроме того, производители разработали инновационные детали радиаторов, позволяющие увеличить их производительность. Речь идет о конвекционных окошках в верхней части прибора и вертикальных ребрах.

Подводя итог, отметим, что советы опытных мастеров, приведенные в этом материале, помогут повысить температуру в квартире на 2–4 градуса. Если же справиться с проблемой отопления своими руками не получится, тогда придется прибегнуть к услугам профессионалов. О том, как провести расчет мощности системы отопления и организовать ее монтаж, мы расскажем в одной из следующих статей. Следите за обновлениями сайта и до новых встреч!

В соответствии с действующим законодательством, Администрация отказывается от каких-либо заверений и гарантий, предоставление которых может иным образом подразумеваться, и отказывается от ответственности в отношении Сайта, Содержимого и его использования. ttps://seberemont.ru/info/otkaz.html

Статья была полезна? Расскажите друзьям

Отопление и вентиляция

Отопление и вентиляция

Отопление и вентиляция

Отопление и вентиляция

Отопление и вентиляция

Расчетные показатели

Чтобы вычислить мощность отопительного оборудования, а также выяснить масштаб теплопотерь при транспортировке теплоносителя, необходимо будет выполнить теплосъем с трубы при определенных показателях температуры жидкости внутри нее и воздуха снаружи. Теплоизоляционный слой служит дополнительным параметром.

Формула для расчета теплоотдачи трубы из стали выглядит так:

Q=K×F×dT, в которой:

Q – искомый результат теплоотдачи стальной трубы в килокалориях;

K – коэффициент теплопроводности. Он зависит от материала трубы, ее сечения, числа контуров отопительного оборудования, а также расхождения в температурах между внешним воздухом и теплоносителем;

F – общая площадь поверхности трубы или нескольких труб в приборе;

dT – напор температуры, то есть ½ суммарной температуры жидкости на входе и выходе из трубы за вычетом температуры воздуха в помещении.

Если трубы дополнительно обернуты слоем теплоизоляции, то ее КПД в процентном выражении (количество пропускаемого сквозь нее тепла) умножают на полученный показатель теплоотдачи.

Для примера рассчитаем теплоотдачу регистра из трех труб сечением 100 мм, длиной 1 м. В помещении температура равна 20 ℃, а теплоноситель при прохождении сквозь трубу остывает с 81 до 79 ℃.

Согласно формуле S=2пиrh рассчитываем площадь поверхности цилиндра:

S= 2×3,1415×0,05×1=0,31415 м 2 . Если трубы три, то их общая площадь составит 0,31415×3 = 0,94245 м 2 .

Показатель dT = (79+81):2-20 = 60.

Значение K для регистра из трех труб с температурным напором 60 и сечением 1 метр принимаем равным 9. Следовательно, Q=9×1×60 = 540. То есть теплоотдача регистра будет равна 540 ккал.

Таким образом, мы рассмотрели понятия теплоотдачи, а также способы минимизации теплопотерь стальной трубы для тех или иных случаев. Ничего очень сложного в этом нет. Главное, подойти к вопросу ответственно.

Теплоотдачей называется теплообмен между двумя средами, разделенными поверхностью. Интенсивность ее характеризуется с помощью коэффициента. При монтаже теплотрассы должна учитываться проблема энергосбережения. Поэтому старые теплотрассы меняются на новые, в которых используются трубы, оснащенные теплоизоляцией, позволяющей снизить потери тепла почти на 80%.

В быту необходимость определить коэффициент теплоотдачи возникает в двух ситуациях:

• если нужно рассчитать нагревательные приборы;
• если требуется оценить потери тепла в трубопроводе.

Как в первом, так и во втором случае нужно определить, сколько тепла отдает пространству труба стальная для теплотрассы, если известна температура теплоносителя и температура среды. Дополнительный параметр – отсутствие или наличие теплоизоляции.

Вывод

Полипропилен (общее обозначение – РР) на сегодня являются наиболее распространённым материалом для изготовления водопроводных труб. Такая «популярность» обусловлена целым рядом факторов:

• Низкая себестоимость, что позволяет значительно сэкономить при обустройстве водопровода.
• Простота пайки, дающая возможность самостоятельно совершить монтаж.
• Большая продолжительность службы, достигающая свыше 50 лет.

Но основным свойством полипропилена, отличающим его многих других полимеров, является отличная термопластичность. То есть, данный материал при нагревании способен легко переходить в мягкое состояние, а при остывании – вновь затвердевать. Благодаря этому и достигается та простота сборки водопроводных систем из РР-труб: торцы деталей просто нагреваются, и соединяются между собой при помощи специальных муфт, либо прямой стыковкой.

Как видим, ППР-трубы лучше всего подходят для холодного водоснабжения. Но при необходимости, их можно использовать и для горячей воды. При этом следует уделить внимание маркировке, поскольку максимальная температура эксплуатации полипропиленовых труб напрямую зависит от технологии их производства.

Простые способы повышения теплоотдачи радиаторов

Улучшаем циркуляцию воздуха. Батареи передают тепло воздуху, который, нагреваясь, поднимается , а затем, охлаждаясь, опускается вниз. Так происходит циркуляция воздуха, и в помещении становится тепло настолько, насколько это позволяет теплоотдача батареи и скорость воздушного потока. Поэтому для того, чтобы повысить температуру внутри помещения, прежде всего, нужно обеспечить хорошую циркуляцию воздуха. Для этого следует по максимуму освободить пространство вокруг батареи: убрать защитный экран, поднять шторы, отодвинуть мебель и так далее.

Ускоряем циркуляцию воздуха с помощью вентилятора. Чем быстрее движется воздух, тем больше тепловой энергии он может забрать от батареи. В самые холодные дни можно включать вентилятор, направляя его в центр батареи для захвата как можно большей площади. Для обеспечения автономности подобной системы и обеспечения бесшумности ее работы, можно разместить компьютерные вентиляторы. Они тихие, маломощные, а также при размещении непосредственно под батареей не нарушают естественное направление движения воздуха в помещении. Вентиляторы позволят поднять температуру в помещении на 3-10 градусов, а их небольшой расход дает возможность без существенно ущерба для своего кошелька обдувать батарею круглую зиму. Посчитайте сами: мощность обычных вентиляторов – около 40 Ватт, компьютерных – не более 5. Итого расход: 40 * 24 (часа) * 30 (дней) = 29 Киловатт = около 95 рублей в месяц. В случае компьютерных еще меньше – около 23 руб./мес. при подключении сразу 2-х.

Устанавливаем теплоотражающий экран. Тепло от батареи исходит во всех направлениях, и для того, чтобы не отапливать стены, но направить тепловую энергию в помещение, нужно установить теплоотражающий экран за батарею. Для этих целей можно использовать фольгоизолон (вспененная основа с фольгой на одной стороне), приклеив его к очищенной стене за батареей любым подходящим средством (плиточный клей, универсальный клей 88, силикон и др.). В идеале площадь теплоотражающего экрана должна быть больше площади батареи.

Если батарея у холодная нужно спустить воздух. Для этого нужно открутить обычный или кран «Маевского» у батареи.

Не будет лишним держать под клапаном емкость или полотенце, потому что, как только выйдет воздух, тонкой струйкой польется вода. Как только это произойдет, клапан можно закрыть. Процедуру следует повторить для каждой батареи в доме.

Потери тепла через трубы

В городской квартире все просто: и стояки, и подводка к отопительным приборам, и сами приборы находятся в обогреваемом помещении. Какой смысл переживать из-за того, сколько тепла рассеивает стояк, если оно служит той же цели — отоплению?

Однако уже в подъездах многоквартирных домов, в подвалах и в части складских помещений ситуация в корне иная. Обогреть нужно одно помещение, а подвести к нему теплоноситель через другое. Отсюда — попытки минимизировать теплоотдачу труб, по которым горячая вода поступает в батареи.

Теплоизоляция

Самый очевидный способ того, как может быть уменьшена теплоотдача трубы стальной — теплоизоляция этой трубы. Еще двадцать лет назад способов для этого было два: рекомендованный нормативной документацией (утепление стекловатой с обмоткой негорючей тканью; еще раньше внешнюю изоляцию вообще выполняли твердой с использованием гипсового или цементного раствора) и реалистичный: трубы просто заматывались тряпьем.

Сейчас появилась масса вполне адекватных способов ограничить потери тепла: тут и пенопластовые накладки на трубы, и разрезные оболочки из вспененного полиэтилена, и минеральная вата.

При строительстве новых домов эти материалы активно применяются; однако в жилищно-коммунальной системе ограниченность, вежливо говоря, бюджета приводит к тому, что трубы в подвалах по-прежнему просто заматывают сса… гм, рваными тряпками.

Добро пожаловать в двадцать первый век

Какие бывают

Отопительные регистры изготавливают из разного материала, имеют они разную форму. У каждой есть плюсы и минусы.

Из чего делают

Если говорить о материалах, то самый распространенный — сталь, а вернее стальные электросварные трубы. Сталь имеет не самую лучшую теплоотдачу, но это компенсируется невысокой ценой, легкостью в обработке, доступностью и большим выбором типоразмеров.

Совсем редко встречаются сделанные из нержавеющей трубы — для приличной мощности требуется большое количество труб, а сколько стоят изделия из нержавейки, вы имеете представление. Если и делали их, то, наверное, давно. Используют еще «оцинковку», но работать с ней сложнее — варить не получится.

• требуется нейтральный и чистый теплоноситель, без твердых частиц
• в системе нежелательно присутствие других металлов и сплавов, кроме совместимых — бронза, латунь, никель, хром, потому все фитинги и арматуру нужно будет искать из этих материалов;
• обязательно тщательно выполненное заземление — без него при наличии воды начинается процессы электрохимической коррозии;
• мягкость материала требует защиты — нужны кожухи и т.п.

Есть регистры из чугуна. Но они слишком громоздки. К тому же имеют очень большую массу, под них нужно делать не менее массивные стойки. Плюс ко всему чугун отличатся хрупкостью — один удар, и он может расколоться. Получается, что и этот тип регистров нуждается в защитных кожухах, а они снижают теплоотдачу и увеличивают стоимость. Причем устанавливать их — сложная и тяжелая работа. К плюсам можно отнести высокую надежность и химическую нейтральность: этому сплаву все равно, с каким теплоносителем работать.

В общем, медь и чугун — это непросто. Вот и получается, что оптимальный выбор — стальные регистры.

Учет показателей линейного расширения при монтаже

Оптимальным выбором для изготовления трубопроводов являются армированные стекловолокном материалы. Они обработаны фольгированным слоем либо стекловолокном. Это помогает поглощать тепловую энергию от теплового носителя и сокращать коэффициент расширения.

Следует учитывать, что расширение труб армированных стекловолокном также неизбежно при нагревании помещения. Поэтому, к данному материалу применяются все аналогичные расчеты.

Линейное расширение армированных полипропиленовых труб высчитывается всегда до начала монтажных работ. Чтобы избежать неприятных «сюрпризов» после установки.