Выбор диаметра труб для отопления: пример расчета, таблица

Диаметр труб отопления: как правильно выбрать и рассчитать

Правильное проектирование отопительной системы заключается в учете всех возможных факторов влияния на ее эффективность КПД. Помимо корректного подбора основных компонентов, котла, радиаторов, групп безопасности, следует правильно рассчитать сечение магистралей. Для этого нужно знать оптимальный диаметр труб отопления: как правильно выбрать и рассчитать его самостоятельно?

Трудности выбора диаметра труб отопления

Схема отопления с указанием диаметра труб

Казалось бы – выбор диаметра труб для отопления частного дома не является сложной задачей. Они должны лишь обеспечить доставку теплоносителя от источника его нагрева к приборам теплоснабжения – радиаторам батареям.

Но на практике неправильно подобранный диаметр коллектора отопления или подающей трубы может привести к значительному ухудшению работы всей системы.

Это объясняется процессами, которые происходят во время движения воды по магистралям. Для этого нужно знать основы физики и гидродинамики.

Чтобы не вдаваться в дебри точных расчетов, можно определить основные характеристики отопления, которые напрямую зависят от сечения трубопроводов:

• Скорость движения теплоносителя. Она влияет не только на повышение шума при работе теплоснабжения, но и нужна для оптимального распределения тепла по приборам отопления. Попросту вода не должна успеть остыть до минимального уровня при достижении последнего радиатора в системе;
• Объем теплоносителя. Так, диаметр труб с естественной циркуляцией отопления должен быть большим, чтобы снизить потери при трении жидкости о внутреннюю поверхность магистрали. Однако наряду с этим увеличивается объем теплоносителя, что влечет за собой повышение затрат на его нагрев;
• Гидравлические потери. Если в системе будут применены разные диаметры пластиковых труб для отопления, то неизбежно возникнет разность давления на их стыке, что приведет к возрастанию гидравлических потерь.

Как выбрать диаметр трубы для отопления, чтобы по факту установки не пришлось переделывать всю систему теплоснабжения из-за крайне низкой эффективности? Прежде всего, следует выполнить правильный расчет сечения магистралей. Для этого рекомендуется воспользоваться специальными программами и при желании проверить результат самостоятельно вручную.

Порядок расчета сечения магистралей теплоснабжения

Перед тем как рассчитать диаметр трубы отопления необходимо определиться с их основными геометрическими параметрами. Для этого нужно знать основные характеристики магистралей. К ним относятся не только эксплуатационные качества, но и размеры.

Каждый производитель указывает значение сечения труб – диаметр. Но фактически он зависит от толщины стенки и материала изготовления. Перед приобретением определенной модели трубопроводов нужно знать следующие особенности обозначения геометрических размеров:

• Расчёт диаметра полипропиленовых труб для отопления делается с учетом того, что производители указывают наружные габаритные размеры. Для вычисления полезного сечения необходимо отнять две толщины стенки;
• Для стальных и медных трубопроводов даются внутренние размеры.

Зная эти особенности можно делать расчет диаметра коллектора отопления, труб и других компонентов для монтажа.

Определение тепловой мощности системы

Как правильно подобрать диаметр труб для отопления и следует ли это делать без расчетных данных? Для небольшой системы отопления можно обойтись без сложных вычислений. Важно лишь знать следующие правила:

• Оптимальный диаметр труб с естественной циркуляцией отопления должен составлять от 30 до 40 мм;
• Для закрытой системы с принудительным движением теплоносителя следует использовать трубы меньшего сечения для создания оптимального давления и скорости потока воды.

Для точного вычисления рекомендуется использовать программа для расчета диаметра труб отопления. Если же их нет – можно воспользоваться приблизительными вычислениями. Сначала необходимо найти тепловую мощность системы. Для этого необходимо воспользоваться следующей формулой:

Q=(V*Δt*K)860

Где Q – рассчитываемая тепловая мощность отопления, кВт/ч, V – объем комнаты (дома), м³, Δt – разница между температурами на улице и в помещении, °С, К – расчетный коэффициент тепловых потерь дома, 860 – величина для перевода полученных значений в приемлемый формат кВт/ч.

Наибольшие затруднения при предварительном расчете диаметра пластиковых труб для отопления вызывает поправочный коэффициент К. Он зависит от теплоизоляции дома. Его лучше всего взять из данных таблицы.

Коэффициент К	Степень теплоизоляции здания
3-4	Минимальная теплоизоляция
2-2,9	Минимальное утепление фасада – облицовка кирпичом.
1-1,9	Средний уровень теплоизоляции
0,6-0,9	Качественное утепление дома, установлены современные окна и двери

В качестве примера расчета диаметров полипропиленовых труб для отопления можно вычислить требуемую тепловую мощность комнаты общим объемом 47 м³. При этом температура на улице будет -23°С, а в помещении – +20°С. Соответственно разница Δt составит 43°С. Поправочный коэффициент возьмем равным 1,1. Тогда требуемая тепловая мощность составит.

Q=(47*43*1.1)/860=2.585 кВт/час

Следующий этап выбора диаметра трубы для отопления – определение оптимальной скорости движения теплоносителя.

Скорость воды в трубах

Таблица для расчета диаметра трубы отопления

Оптимальный напор теплоносителя в магистралях необходим для равномерного распределения тепловой энергии по радиаторам и батареям. Для правильного подбора диаметров труб отопления следует принимать оптимальные значения скорости продвижения воды в трубопроводах.

Стоит помнить, что при превышении интенсивности движения теплоносителя в системе могут возникать посторонние шумы. Поэтому данное значение должно быть равно от 0,36 до 0,7 м/с. Если параметр будет меньше – неизбежно возникнут дополнительные тепловые потери. При его превышении появятся построение шумы в трубопроводах и радиаторах.

Для окончательного расчета диаметра трубы отопления следует воспользоваться данными из таблицы, представленной ниже.

Подставляя в формулу расчета диаметра трубы отопления в полученные ранее значения можно определить, что оптимальный диаметр трубы для конкретного помещения составит 12 мм. Это лишь приблизительный расчет. На практике специалисты рекомендуют к полученным значениям прибавить 10-15%.

Это объясняется тем, что формула расчета диаметра трубы отопления может измениться из-за добавления новых компонентов в систему.
Для точного вычисления потребуется специальная программа для расчета диаметра труб отопления.

Подобные программные комплексы можно скачать в демоверсии с ограниченными возможностями расчетов.

Расчет отопительного коллектора и монтажных гильз

Вышеописанная технология вычислений может быть применена для всех видов теплоснабжения – однотрубного, двухтрубного и коллекторного. Однако для последнего необходимо сделать правильный расчет диаметра коллектора отопления.

Этот элемент отопления необходим для распределения теплоносителя по нескольким контурам. При этом расчет правильного диаметра коллектора отопления неразрывно связан с вычислением оптимального сечения трубопровода. Это следующий этап проектирования системы теплоснабжения.

Для вычисления диаметра отопительного коллектора необходимо сначала рассчитать сечение труб по вышеописанной схеме. Затем можно воспользоваться достаточно простой формулой:

М0=М1+М2+М3+М4

Где М0 – искомый диаметр коллектора, М1, М2, М3, М4 – диаметры подключаемых трубопроводов.

При определении высоты и оптимального расстояния между патрубками применяется принцип «трех диаметров». Согласно ему удаленность труб на конструкции должна составлять 6 радиусов каждой. Общий диаметр отопительного коллектора также равен этому значению.

Гильза для монтажа труб отопления

Но кроме этого компонента системы нередко приходится применять дополнительные. Как узнать диаметр гильзы для труб отопления? Только выполнив предварительный расчет сечения магистралей. Кроме этого нужно учитывать толщину стен и материал их изготовления. От этого будет зависеть конструкция гильзы, степень ее теплоизоляции.

На значение диаметра гильзы для труб отопления влияет материал изготовления стены, а также трубы. Важно учитывать возможную степень расширения при нагреве поверхности. Если диаметры пластиковых труб теплоснабжения составляют 20 мм, то такой же параметр у гильзы должен быть не менее 24 мм.

Дополнительные данные для расчета диаметра труб теплоснабжения

После выбора диаметра труб для отопления частного дома нужно правильно подобрать их материал изготовления, а также учесть особенности отопительной системы. На этот параметр влияет схема расположения магистралей, а также количество запорной и регулирующей арматуры.

Помимо знания диаметра труб в отоплении с естественной циркуляцией нужно учитывать высоту разгонного стояка и правильно подобрать размер его сечения.

Он должен быть на минимальной высоте 1,5 относительно других элементов теплоснабжения.

Для увеличения скорости движения теплоносителя диаметр полипропиленовых труб, используемых в конструкции разгонного коллектора должен быть на один размер больше, чем у основной магистрали.

Геометрические размеры и масса стальных труб

Также важно учитывать толщину стенки трубопроводов. Она зависит от материала изготовления и может варьироваться от 0,5 мм (стальные) до 5 мм (пластиковые).

На выбор диаметра труб для системы отопления частного дома оказывает влияние материала изготовления. Так, пластиковые магистрали рекомендуется устанавливать для систем с принудительной циркуляцией. Их внутренний диаметр может варьироваться от 10 до 30 мм.

Подробнее о толщине стенок полимерных труб для отопления можно узнать из данных таблицы.

Для стальных моделей необходимо учитывать не только их геометрические размеры, но и массу. Она напрямую зависит от толщины стенки. В программах для расчета диаметра труб отопления обязательно должна быть функция по вычислению удельного веса 1 м.п. стальной магистрали.

Зная эти дополнительные характеристики можно сделать наиболее точный расчет параметров отопительной системы, включая правильный подбор диаметров отопительных труб.

Материал изготовления труб отопления

Конструкция полимерных труб

Помимо правильного выбора диаметров трубы для теплоснабжения нужно знать характеристики их материала изготовления. Это скажется на тепловых потерях системы, а также на трудоемкости монтажа.

Следует помнить, что расчет диаметров отопительных труб выполняется только после выбора материала их изготовления. В настоящее время для комплектации систем теплоснабжения применяют несколько типов трубопроводов:

• Полимерные. Они изготавливаются из полипропилена или сшитого полиэтилена. Отличие заключается в дополнительных компонентах, добавляемых в процессе производства. После выполнения расчёта диаметра полипропиленовых труб для теплоснабжения нужно правильно подобрать толщину их стенки. Она варьируется от 1,8 до 3 мм в зависимости от параметров максимального давления в магистралях;
• Стальные. До недавнего времени это был самый распространенный вариант обустройства отопления. Несмотря на свои более чем хорошие прочностные характеристики стальные трубы имеют ряд существенных недостатков – сложный монтаж, постепенное ржавление поверхности и повышенная шероховатость. В качестве альтернативы можно применять трубы, изготовленные из нержавеющей стали. Одна их стоимость на порядок выше «черных»;
• Медные. По техническим и эксплуатационным характеристикам медные трубопроводы являются оптимальным вариантом. Они характеризуются достаточным растяжением, т.е. если в них замерзнет вода – труба некоторое время будет расширяться без потери герметичности. Недостаток – высокая стоимость.

В видеоматериале можно ознакомиться с примером расчета диаметра труб в зависимости от оптимальной скорости потока теплоносителя:

Как определить диаметр трубы для отопления с принудительной и естественной циркуляцией

Система отопления в частном доме может быть с принудительной или естественной циркуляцией. В зависимости от типа системы методика расчета диаметра трубы и подбора других параметров отопления различны.

Расчет диаметра труб отопления актуален в процессе индивидуального или частного строительства. Чтобы правильно определить размеры системы, следует знать: из чего магистрали состоят (полимер, чугун, медь, сталь), характеристики теплоносителя, его способ движения по трубам.

Внедрение нагнетающего насоса в конструкцию отопления намного улучшает качество теплоотдачи и экономит топливо. Естественный оборот теплоносителя в системе – классический метод, применяемый в большинстве частных домов на паровом (котельном) отоплении.

И в том, и в другом случае при реконструкции или новом строительстве важно правильно выбрать диаметр труб, чтобы не допустить неприятных моментов в последующей эксплуатации.

Диаметр трубы – важнейший показатель, который ограничивает общую теплоотдачу системы, определяет сложность и длину трубопровода, число радиаторов. Зная численное значение этого параметра, можно легко рассчитать возможные потери энергии.

Зависимость КПД отопления от диаметра трубопроводов

Полноценная работа энергетической системы зависит от критериев:

1. Свойства движимой жидкости (теплоносителя).
2. Материал труб.
3. Скорость потока.
4. Пропускное сечение или диаметр труб.
5. Наличие насоса в схеме.

Неверное утверждение, что чем больше сечение трубы, тем больше жидкости оно пропустит. В данном случае увеличение просвета магистрали будет способствовать понижению давления, и как следствие, скорости потока теплоносителя. Это может привести к полной остановке оборота жидкости в системе и нулевому КПД.

Если в схему включить насос, при большом диаметре трубы и увеличенной длине магистралей его мощности может быть недостаточно, чтобы обеспечить нужный напор. При перебоях с электричеством применение насоса в системе просто бесполезно – отопление будет отсутствовать полностью, сколько не нагревай котел.

Для индивидуальных построек с централизованным отоплением диаметр труб выбирается такой же, как для городских квартир. В домах с паровым отоплением от котла требуется тщательно рассчитывать диаметр.

Учитываются длина магистралей, возраст и материал труб, число включенных в схему водоподачи сантехприборов и радиаторов, схема отопления (одно-, двухтрубная).

В таблице 1 представлены примерные потери теплоносителя в зависимости от материала и срока эксплуатации трубопроводов.

Таблица 1. Потери теплоносителя

ТрубаРасход м3/часСкорость м/сПотери напора м/100м

Сталь новая 133х5	60	1,4	3,6
Сталь новая 133х5	60	1,4	6,84
ПЭ 100 110х6,6 (SDR 17)	60	2,26	4,1
ПЭ 80 110х8,1 (SDR 13,6)	60	2,41	4,8
Сталь новая 245х6	400	2,6	4,3
Сталь старая 245х6	400	2,6	7,0
ПЭ 100 225х13,4 (SDR 17)	400	3,6	4,0
ПЭ 80 110х16,6 (SDR 13,6)	400	3,85	4,8
Сталь новая 630х10	3000	2,85	1,33
Сталь старая 630х10	3000	2,85	1,98
ПЭ 100 560х33,2 (SDR 17)	3000	4,35	1,96
ПЭ 80 560х41,2 (SDR 13,6)	3000	4,65	2,3
Сталь новая 820х12	4000	2,23	0,6
Сталь старая 820х10	4000	2,23	0,87
ПЭ 100 800х47,4 (SDR 17)	4000	2,85	0,59
ПЭ 80 800ъ58,8 (SDR 13,6)	4000	3,0	0,69

Чересчур маленький диаметр трубы неизбежно приведет к образованию высокого напора, что вызовет повышенную нагрузку на соединительные элементы магистрали. Кроме того, отопительная система будет шумной.

Схема разводки системы отопления

Для правильного подсчета сопротивления трубопровода, а, следовательно, его диаметра, следует учитывать схему разводки системы отопления. Варианты:

• двухтрубная вертикальная;
• двухтрубная горизонтальная;
• однотрубная.

Двухтрубная система с вертикальным стояком может быть с верхним и нижним размещением магистралей. Однотрубная система за счет экономного использования длины магистралей подойдет для обогрева с естественной циркуляцией, двухтрубная за счет двойного набора труб потребует включения в схему насоса.

Горизонтальная разводка предусматривает 3 типа:

• тупиковая;
• с попутным (параллельным) движением воды;
• коллекторная (или лучевая).

В схеме однотрубной разводки можно предусмотреть обходную трубу, которая будет резервной магистралью для циркуляции жидкости при отключении нескольких или всех радиаторов. В комплекте на каждый радиатор устанавливают запорные краны, позволяющие перекрыть подачу воды, когда это необходимо.

Зная схему системы отопления, можно легко посчитать общую протяженность, возможные задержки потока теплоносителя в магистрали (на изгибах, поворотах, в соединениях), и как следствие – получить численное значение сопротивления системы. По вычисленному значению потерь подобрать диаметр магистралей отопления можно по методике, рассмотренной ниже.

Выбираем трубы для системы принудительной циркуляции

Система принудительной циркуляции отопления отличается от естественной наличием нагнетающего насоса, который монтируют на выходной трубе недалеко от котла. Прибор функционирует от электросети 220 В.

Включается автоматически (через датчик) при повышении давления в системе (то есть при разогреве жидкости).

Насос быстро разгоняет по системе горячую воду, которая сохраняет энергию и через радиаторы активно передает ее в каждое помещение дома.

Отопление с принудительной циркуляцией – плюсы и минусы

Главным плюсом отопления с принудительной циркуляцией является эффективная теплопередача системы, которая осуществляется при малых затратах времени и финансов. Такой метод не потребует применения труб большого диаметра.

С другой стороны, для насоса в системе отопления важно обеспечить бесперебойное электропитание. Иначе отопление просто не будет работать при значительной площади дома.

Как определить диаметр трубы для отопления с принудительной циркуляцией по таблице

Начинают расчет с определения общей площади помещения, которое требуется обогревать в зимнее время, то есть это вся жилая часть дома. Норматив теплопередачи отопительной системы – 1 кВт на каждые 10 кв. м. (при стенах с утеплением и высоте потолка до 3 м). То есть для помещения площадью 35 кв.м.

норма составит 3,5 кВт. Чтобы обеспечить запас тепловой энергии, добавляем 20 %, что дает в итоге 4,2 кВт. По таблице 2 определяем близкое значение к 4200 – это трубы диаметром 10 мм (показатель теплоты 4471 Вт), 8 мм (показатель 4496 Вт), 12 мм (4598 Вт).

Для этих чисел характерны следующие значения скорости потока теплоносителя (в данном случае воды): 0,7; 0,5; 1,1 м/с. Практические показатели нормальной работы системы отопления – скорость горячей воды от 0,4 до 0,7 м/с. С учетом этого условия оставляем для выбора трубы диаметром 10 и 12 мм.

Учитывая расход воды, экономичнее будет применить трубу диаметром 10 мм. Именно это изделие будет включено в проект.

Важно различать диаметры, по которым осуществляется выбор: наружный, внутренний, условный проход. Как правило, стальные трубы подбирают по внутреннему диаметру, полипропиленовые – по наружному.

Новичок может столкнуться с проблемой определения диаметра, маркированного в дюймах – этот нюанс актуален для стальных изделий.

Перевод дюймовой размерности в метрическую осуществляется также через таблицы.

Расчет диаметра трубы для отопления с насосом

При расчете труб отопления важнейшими характеристиками являются:

1. Количество (объем) воды, загружаемой в систему обогрева.
2. Длина магистралей общая.
3. Скорость потока в системе (идеальная 0,4-0,7 м/с).
4. Теплопередача системы в кВт.
5. Мощность насоса.
6. Давление в системе при выключенном насосе (естественный оборот).
7. Сопротивление системы.

Чтобы правильно высчитать диаметр трубы, нужно учесть ограничения, которые способствуют снижению КПД обогрева: общее сопротивление фитингов, изгибов, поворотов, а также скорость подачи воды. Для расчета используется формула:

где Н – высота, которая определяет нулевое давление (отсутствие напора) водяного столба при прочих условиях, м;

λ – коэффициент сопротивляемости труб;

L – длина (протяженность) системы;

D – внутренний диаметр (искомая величина в данном случае), м;

V – скорость потока, м/с;

g – константа, ускорение своб. падения, g=9,81 м/с2.

Расчет ведется на минимальные потери тепловой мощности, то есть проверяются несколько значений диаметра трубы на min сопротивление.

Сложность получается с коэффициентом гидравлического сопротивления – для его определения требуются таблицы либо длинный расчет с применением формул Блазиуса и Альтшуля, Конакова и Никурадзе.

Конечным значением потерь можно считать число, меньшее примерно на 20% напора, создаваемого нагнетающим насосом.

При вычислении диаметра труб для отопления L принимается равной протяженности магистрали от котла к радиаторам и в обратную сторону без учета дублирующихся участков, размещенных параллельно.

Весь расчет в итоге сводится к тому, чтобы сравнить полученное расчетным путем значение сопротивления с напором, нагнетаемым насосом. При этом придется, возможно, не раз просчитывать формулу, используя различные значения внутреннего диаметра. Начинайте с трубы сечением 1 дюйм.

Упрощенный расчет диаметра трубы отопления

Для системы с принудительной циркуляцией актуальна еще одна формула:

где D – искомый внутренний диаметр, м;

V – скорость потока, м/с;

∆dt – разница температур воды на входе и на выходе;

Q – энергия, отдаваемая системой, кВт.

Для подсчета используется перепад температур, равный примерно 20 град. То есть на входе в систему от котла температура жидкости около 90 град., при перемещении через систему потери тепла составляют 20-25 град. и на обратке вода уже будет прохладнее (65-70 град.).

Расчет параметров системы отопления с естественной циркуляцией

Расчет диаметра трубы для системы без насоса основан на разнице температуры и давления теплоносителя на входе от котла и в обратной магистрали. Важно учитывать, что жидкость движется по трубам посредством естественной силы гравитации, усиленной напором разогретой воды.

В этом случае котел размещают внизу, а радиаторы – много выше уровня нагревательного прибора. Движение теплоносителя подчиняется законам физики: более плотная холодная вода спускается вниз, уступая место горячей. Так осуществляется естественная циркуляция в системе отопления.

Как выбрать диаметр магистрали для отопления с естественной циркуляцией

В отличие от систем с принудительной циркуляцией, для естественного оборота воды потребуется габаритное сечение трубы. Чем больший объем жидкости будет циркулировать по трубам, тем больше теплоэнергии поступит в помещения в единицу времени вследствие увеличения скорости и давления теплоносителя. С другой стороны, повышенный объем воды в системе потребует больше топлива для разогрева.

Для системы с естественным движением теплоносителя оптимальное значение скорости потока 0,4-0,6 м/с. Этому исходнику соответствуют min значения сопротивлений фитингов, изгибов трубопровода.

Расчет давления в системе с естественной циркуляцией

Разница давления между точкой входа и обраткой для системы естественной циркуляции определяется по формуле:

где h – высота подъема воды от котла, м;

g – ускорение падения, g=9,81 м/с2;

ρот – плотность воды в обратке;

ρпт – плотность жидкости в подающей трубе.

Так как главной движущей силой в системе отопления с естественным оборотом является сила тяжести, создаваемая перепадом уровней подвода воды к радиатору и от него, то очевидно, что котел будет находиться значительно ниже (например, в подвале дома).

Нужно обязательно выполнять уклон от точки входа у котла и до конца ряда радиаторов. Уклон – не менее 0,5 промиле (или 1 см на каждый погонный метр магистрали).

Расчет диаметра трубы в системе с естественным оборотом

Расчет диаметра трубопровода в системе обогрева с естественной циркуляцией выполняется по той же формуле, что и для отопления с насосом. Выбирается диаметр исходя из полученных минимальных значений потерь.

То есть в исходную формулу подставляют сначала одно значение сечения, проверяют на сопротивление системы. Затем второе, третье и далее значения.

Так до момента, пока рассчитанный диаметр не будет удовлетворять условиям.

А как подбираете вы сечение магистрали? Какую методику расчета применяете? Поделитесь, пожалуйста, в комментариях.

Диаметр труб для отопления: параметры подбора, технология расчета, гидравлический расчет труб и отопительной системы (видео)

Если вы начинаете монтировать систему отопления, то должны произвести все необходимые вычисления перед началом работ. Особое внимание стоит уделить расчету диаметра отопительного трубопровода. Если он произведен неправильно, то в первую очередь пострадает гидродинамика отопительной системы.

А также мы получим низкую производительность системы при больших энергетических затратах. В том числе неправильный выбор диаметра трубы может повлечь за собой более существенные проблемы, такие как сбои системы, прорывы или течь.

Для того, чтобы этого не произошло нужно грамотно подойти к вопросу монтажа отопительного трубопровода.

Как правило, основные характеристики труб для отопления включают в себя внутренний и наружный диаметры, а также условный диаметр— округленное общее значение диаметра, которое определяется в дюймах или в долях дюйма.

Разница между внешним и внутренним диаметром трубы отличается на величину толщины трубы. В зависимости от материала, из которого изготовлена труба, эта величина разнится.

Внешний диаметр трубы обязательно учитывается при монтаже, поскольку требует присоединения всевозможных крепежей. Внутренний диаметр это основной критерий выбора трубы для отопительной системы.

Благодаря ему определяется пропускная способность системы.

А это, в свою очередь, существенно влияет на возможность протяженности трубопровода и на то, какое количество радиаторов будет возможно подключить к отопительной системе.

Дополнительно, принимая во внимание диаметр трубы, можно будет прогнозировать теплопотери системы обогрева.

Параметры подбора диаметра трубы

В первую очередь нужно учитывать, что правила выбора труб для различных отопительных схем существенно отличаются.

Если подключение системы обогрева будет проводиться к центральной отопительной магистрали, то диаметр трубы рассчитывается аналогично квартирным отопительным системам.

Если же планируется автономное отопление, то диаметр здесь может быть отличен в зависимости от того будет ли система работать с помощью циркуляционного насоса, либо же путем естественной циркуляции.

В том числе на выбор влияют:

Проводя расчеты диаметра трубопровода, следует изначально учесть из какого типа труб будет проводиться монтаж. Это необходимо, поскольку система измерения и маркировки труб различается исходя из материала, из которого она изготовлена.

Как правило, трубы из стали и чугуна маркируются из расчета внутреннего диаметра, а пластиковые и медные трубы по наружному сечению. Это является особо важным фактором, если планируется монтаж трубопровода в комбинации нескольких материалов.

В идеале стоит доверить процедуру расчета специалисту, однако, если у вас нет такой возможности или просто есть желание, то можно вполне справиться самостоятельно.

Расчет диаметра труб системы отопления

Данный расчет производится на основании ряда параметров. Сначала необходимо определить тепловую мощность системы обогрева, потом рассчитать с какой скоростью теплоноситель — горячая вода или другой вид теплоносителя — будет двигаться по трубам. Это поможет максимально точно произвести расчеты и избежать неточностей.

Вычисление производятся по формуле. Чтобы высчитать мощность системы обогрева нужно объем обогреваемого помещения умножить на коэффициент теплопотери и на разницу между зимней температурой внутри помещения и за его пределами и затем разделить полученное значение на 860.

Если постройка имеет стандартные параметры, то производить расчет можно в усредненном порядке.

• Постройка без теплоизоляции — коэффициент 4
• Низкая степень изоляции постройки (кирпичное строение с кладкой «в один кирпич» и большим количеством окон) — коэффициент 2,5
• Средняя теплоизоляция постройки (стандартная кирпичная постройка без какого-либо утепления) — коэффициент 1,5
• Высокая степень теплоизоляции постройки (кирпичное строение, двустороннее утепление и наличие энергосберегающих стеклопакетов) — коэффициент 1

Для определения результирующей температуры необходимо среднюю внешнюю температуру в зимнее время года и внутреннюю не меньше чем это регламентировано санитарными требованиями.

Скорость теплоносителя в системе

По нормативам скорость движения теплоносителя по трубам отопления должна превышать показатель 0,2 метра в секунду. Это требование обусловлено тем, что при более низкой скорости движения из жидкости выделяется воздух, что приводит к воздушным пробкам, которые могут нарушить работу всей системы обогрева.

Верхний уровень скорости не должен превышать 1,5 метра в секунду, поскольку это может привести к шуму в системе.

В целом желательно соблюдать средний барьер скорости, чтобы увеличить циркуляцию и тем самым повысить продуктивность системы. Чаще всего, чтобы добиться этого применяются специальные насосы.

Расчет диаметра трубы системы обогрева

Правильное определение диаметра трубы очень важный момент, поскольку он отвечает за качественную работу всей системы и если произвести неправильный расчет и смонтировать по нему систему, то потом будет невозможно исправить что-то частично. Необходима будет замена всей системы трубопровода. А это существенные расходы. Для того, чтобы не допустить этого нужно подойти к расчету со всей ответственностью.

Расчет диаметра трубы производится с помощью специальной формулы.Она включает в себя:

Эту разницу температур необходимо выбрать исходя из нормативов на вход (не меньше чем 95 градусов) и на обратку (как правило, это 65−70 градусов). Исходя из этого, разница температур обычно принимается как 20 градусов.

Гидравлический расчёт труб

Сложность работы зависит от расчета диаметра труб, толщины их стенок и других параметров.

От протяжённости и типа отопительной сети зависит диаметр труб. Теплоноситель во время прохождения по различным участкам трубопровода, теряет часть энергии. Уменьшение диаметра трубы способствует увеличению скорости прохождения теплоносителя и тем самым повышению теплоотдачи.

Помимо этого коэффициент сопротивления потоку теплоносителя определяется шероховатостью внутренней поверхности трубопровода. В связи с этим может существенно различаться давление на разных участках системы отопления.

Применение гидравлических расчетов необходимо, чтобы точно определить параметры давления. В противном случае это может привести к снижению эффективности отопительной системы в связи с тем, что давление, приводящее в движение теплоноситель, не превышало суммарных потерь.

Если диаметр трубы выбран неверно, это грозит серьезными осложнениями в период эксплуатации системы отопления или даже преждевременным выходом ее из строя:

1. Слишком большой диметр трубы системы обогрева. Это приведет к недостаточному давлению в отопительной системе и тем самым нарушению циркуляции. Из-за этого нарушится температурный режим в помещении, проще говоря, оно будет недостаточно обогрето.
2. Слишком маленький диаметр трубы системы обогрева. Из-за увеличения давления внутри трубы маленького диаметра система отопления будет слишком шумно работать.

Во время проектирования и монтажа системы отопления необходимо тщательное соблюдение всех параметров и правил.

Ошибки, допущенные на стадии проектирования системы чаще всего просто невозможно исправить выборочно, и необходим полный демонтаж трубопровода системы обогрева и новая его закладка.

Это приводит к ощутимым финансовым затратам и как следствие недовольством работой системы. Чтобы этого не произошло достаточно внимательно отнестись ко всем этапам процесса, в том числе к расчетам диаметра трубы отопительной системы.

Видеоинструкция гидравлического расчета

Выбор диаметра труб для отопления: пример расчета, таблица | Тепломонстр

Под теплоснабжением понимается подача тепловой энергии, представляющей собой горячую воду или пара по тепловым сетям в систему отопления потребителей.

При расчете полипропиленовой трубы внутренний диаметр играет важное значение.

Процесс проектирования тепловых сетей ведется согласно СНиП 2.04.07- 86. Максимальные тепловые потоки на отопление принимаются по соответствующим типовым проектам.

Выбор материала и подбор сечения сантехнического изделия

Схема (послойная) полипропиленовой трубы.

При проектировке системы отопления главным является выбор материала и подбор диаметра. На основании этой величины можно делать прогнозы теплопотерь во всей системе отопления. Сечение обуславливает пропускную способность и гидродинамику общей системы трубопровода.

Сегодня сантехнические изделия выпускают из стали, меди, металлопластика, полипропилена и т. д. Сечения имеют отличия, зависят от мощности системы и отапливаемой площади.

Система отопления работает в оптимальном режиме в случае, если проект трубопровода сделан грамотно. Это подразумевает, что необходимо определить вероятные теплопотери и сделать попытку их снизить.

В противном случае отопительные системы могут не справиться со своими задачами.

Покупка труб для монтажа отопительной сети производится в соответствии с физико-химическими характеристиками материала, длиной и сечением трубопровода.

Такой подход является залогом создания экономичного метода отопления с высоким КПД и бесперебойной работой. На гидродинамику трубопровода влияет диаметр.

Его выбор представляет собой ответственную задачу, от правильного решения которой зависит нормальное теплоснабжение помещений и комфортный микроклимат в холодное время года.

Подбор диаметра трубы автономной системы отопления

Таблица подбора диаметра труб для отопления.

При монтаже трубопровода в частном коттедже нужно ориентироваться на способ подачи теплоносителя в отопительную систему.

Если она централизованная, то расчет ведется аналогично расчету при проведении тепла в квартире и нет необходимости вычислять баланс и соотношение между сечением изделия и мощностью насоса. Если система автономная, сечение зависит от материала и отопительной схемы.

Сети с естественной циркуляцией необходимо обеспечить трубами одного сечения, с принудительной — другого. Выбор диаметра подразумевает учет их внешнего и внутреннего сечения. В зависимости от внутреннего диаметра, производится классификация:

• малый — от 5 до 102 мм;
• средний — от 102 до 406 мм;
• большой — более 406 мм.

Важно знать, что наружное и внутреннее сечения будут отличаться на толщину стенки трубы, она бывает различной и обусловлена характером материала.

При монтаже принудительной системы применяют трубы малого сечения, которые просты в монтаже и экономически выгодны. Подбираются согласно проекту отопительной системы.

Чем меньше сечение, тем меньшее количество теплоносителя нужно нагревать, что подразумевает экономию времени на нагрев и материальных затрат на энергоноситель.

Какой нужен диаметр? Пример его расчета

Идеальная скорость движения воды в трубопроводе — от 0,3 до 0,7 м/с. Эти значения должны приниматься к сведению, когда делается выбор диаметра отопительных труб.

При проектировке способа обогрева необходимо воспользоваться справочной литературой, таблицами для определения оптимального диаметра трубы в двухтрубном отоплении. Рассмотрим несложный пример. За обогреваемую площадь принимаем 30 кв. м.

Первым делом узнаем мощность обогрева. На каждые 10 кв.м помещения с утепленными стенами с высотой потолков до 3 м расходуется 1 кВт.

Для нашего варианта мощность составит 3 кВт. Далее прибавляем 20%, являющиеся запасом, получаем значение 3,6 кВт. Следовательно, для создания комфортного микроклимата в холодный сезон комнату требуется оснастить отопительными приборами с мощностью 3,6 кВт.

Если в помещении есть окна, покупаем радиаторы, размещаем их в месте, предусмотренном проектом. По таблице ищем значение 3,6 кВт (3600 Вт). Принимаем во внимание верхнюю величину теплового потока. Оптимальная скорость движения воды в контуре отопления для нашего примера равна 0,4 м/с, расход теплоносителя — 158 кг/ч.

Для обогрева комнаты 30 кв. м подходит труба с диаметром 12 мм.

Расчет диаметра стальных труб для водоснабжения и отопления частного дома

При организации системы водоснабжения и автономного отопления частного дома необходимое мероприятие – расчет диаметра труб, который может производиться по формулам, таблицам, с помощью онлайн-калькуляторов. Точный расчет с учетом всех факторов, влияющих на выбор размера сечения, могут произвести только специалисты. В этой статье рассмотрены упрощенные варианты.

Основные правила выбора диаметра труб для системы отопления

Для расчета размера сечения трубопровода необходимы следующие данные:

• общие теплопотери дома;
• мощность отопительных приборов, установленных во всех комнатах;
• длина трубопровода;
• способ разводки системы (однотрубная, двухтрубная);
• способ циркуляции (естественный, принудительный).

Последствия выбора труб слишком малого сечения:

• трубопровод испытывает чрезмерно высокие нагрузки, что значительно сокращает его рабочий период;
• шумы в отопительной системе;
• в пиковые периоды подача тепла будет недостаточной.

Монтаж труб с большим запасом по размеру сечения приводит к:

• перерасходу финансов;
• снижению скорости потока, что может спровоцировать отложения на внутренних стенках трубы, которые приведут к уменьшению пропускной способности;
• слишком высокой инерционности системы;
• росту вероятности завоздушивания, что становится причиной преждевременного износа приборов отопления.

Расчет диаметра трубы отопления по таблице

Для определения внутреннего диаметра трубопровода, оптимального в конкретных условиях, необходимо знать желаемую скорость теплоносителя и необходимую тепловую мощность.

• Оптимальной считается скорость теплоносителя, находящаяся в диапазоне 0,3-0,7 м/с.
• Количество тепла для строений с высотой потолков до 3 м примерно высчитывается следующим образом: на 10 м2 площади необходим 1 кВт тепловой энергии. Это весьма приблизительная теоретическая величина, которая сильно колеблется, в зависимости от степени теплоизоляции здания. Точное значение может определить только специалист. Для зданий со средним утеплением и теплоизолированными дверями и окнами обычно принимают повышающий коэффициент запаса 1,2.

Таблица соответствия внутреннего диаметра трубопровода системы отопления, скорости движения теплоносителя и необходимой тепловой мощности (для двухтрубных систем с принудительной циркуляцией) при разнице температур в прямой и обратной трубах 20°C

Внутренний диаметр, мм	Тепловой поток в кВт для скоростей теплоносителя в м/с
0,4	0,5	0,6
8	1,64	2,04	2,45
10	2,56	3,19	3,83
12	3,68	4,6	5,52
15	5,75	7,19	8,62
20	10,22	12,77	15,33
25	15,97	19,96	23,95
32	26,16	32,7	39,24
40	40,88	51,09	61,31
50	63,87	79,84	95,8

Пример расчета диаметра трубы отопительной системы

Предположим, что необходимо определить диаметр трубопровода для строения площадью 50 м2. Необходимая тепловая мощность – 5 кВт, с коэффициентом запаса – 5х1,2=6 кВт. Оптимальный внутренний диаметр, согласно таблице, – 15 мм.

Для полипропиленовых труб, которые классифицируются по наружному диаметру, внутреннему диаметру 15 мм соответствуют изделия с внешним сечением 20 мм. Трубопровод 20 мм используют для подвода теплоносителя к радиаторам.

Для стояков подходят сечения 25-32 мм.

Для систем с естественной циркуляцией расчеты обычно показывают, что оптимальными являются трубы с внутренним диаметром 30-40 мм.

Определение оптимального сечения водопроводных систем

Профессиональный расчет диаметра трубы производится с учетом расхода воды, количества поворотов и стыков, длины водопровода. Для внутриквартирных разводок специальными расчетными формулами пользуются редко, а выбирают внутренние размеры сечения:

• для стояков – 20-25 мм;
• для подвода к точкам водоразбора – 10-15 мм.

Для сложных схем разводки, при большом количестве стыков, поворотов, значительной протяженности системы, занижении напора, по сравнению со стандартной величиной, применяют трубы с увеличенным размером сечения.

Как выполнить расчет диаметра труб отопления для дома?

Эффективность работы системы отопления во многом зависит о того, насколько четко выполнен расчет диаметра труб для отопления. Именно данный параметр влияет на качество циркуляции энергоносителя, на неоправданные потери тепла. В основном, для выполнения подобных расчетов сейчас используют специальное программное обеспечение, но существует и несколько других способов.

Наиболее простым методом определения требуемых параметров трубы можно считать применение специальных таблиц. Данные документы позволяют получить приблизительные значения, связанные с необходимой для отопления мощностью теплового потока, предполагаемой скоростью циркуляции энергоносителя.

Пользуясь такой таблицей, стоит учитывать также и тот факт, что на выбор диаметра влияют и другие показатели системы:

• Материал, из которого сделаны трубы.
• Вид теплоносителя.
• Тип обеспечения циркуляции жидкости в системе.
• Особенности схемы разводки отопления.

Выбирая таблицу, по которой планируете выполнить расчет диаметра труб для отопления, уточните все эти особенности, ведь размеры полипропиленовых и металлических труб, например, будут значительно отличаться. Если у вас нет практического опыта, стоит доверить эту процедуру специалисту, который в состоянии выполнить расчет на основании целого ряда специальных формул, учитывающих различные особенности системы.

Расчет труб отопления начинают с определения тепловой мощности системы, которая способна создать комфортную температуру в помещении. Основная формула, которая для этого применяется, выглядит так:

Коэффициент теплопотерь зависит от материала стен, способов утепления.

Для стандартных построек, выполняя расчет диаметров труб отопления, можно применять усредненные его значения:

• При высокой степени теплоизоляции (кирпичные стены, применение двухстороннего утепления, установка окон с двойным остеклением, а также энергосберегающих пакетов, утепление кровельных конструкций и пола) — К принимается равным 0,6-0,9.
• Средняя степень теплоизоляции (стандартные конструкции из кирпича, отсутствие дополнительного утепления) — К должен быть равным 1-1,9.
• При незначительной теплоизоляции (одинарная кладка, применение окон или одним стеклом, или их значительное количество) — коэффициент приравнивается К = 2-2,9.
• У построек, теплоизоляция которых не выполнена вообще, коэффициент применяется 3-4.

При определении дельты температуры берут среднюю температуры в зимний период, характерную для вашего региона, внутренние показатели не должны быть меньше, чем санитарные требования.

В качестве примера рассмотрим пример расчета тепловой мощности для неутепленного дома (3х6х3 м), для средней температуры зимой -30 градусов.

Объем помещения 54 м3, разница температур (с учетом внутреннего значения в 23 градуса) — 53, Применяем средний коэффициент теплоизоляции 3. В результате получаем:

Согласно действующим нормативам скорость теплоносителя не должна быть меньшей, чем 0,2 метра в секунду. В противном случае, из массы жидкости начиняет выделяться воздух, в свою очередь это ведет к образованию воздушных пробок в системе.

Следует применять более высокие показатели скорости, это обеспечит высокую циркуляцию, соответственно повысится и эффективность системы отопления. В большинстве случаев для повышения скорости движения жидкости применяют специальные насосы.

Имея эти данные, можно выполнить расчет диаметра труб отопления для дома, он производится с применением следующей формулы:

Разница температур для расчета выбирается, исходя из следующих соображений. Согласно нормативам температура энергоносителя на входе не должна быть меньшей, чем 95 градусов, а отработанный носитель (обратка) должен иметь показатели в 65-70 градусов. Поэтому ∆t обычно принимается в пределах 20 градусов.

На первый взгляд все кажется достаточно простым, но многое зависит от сложности, которую имеет система отопления — расчет диаметра труб, толщины их стенок, других параметров в реальных условиях более сложен.

Диаметр труб во многом зависит от протяженности сети, ее типа.

Дело в том, что проходя по различным участкам трубопровода, теплоноситель теряет часть своей тепловой энергии. Поэтому для повышения тепловой отдачи приходится увеличивать скорость движения жидкости, для этого прибегают к уменьшению диаметра.

Кроме того, трубы имеют определенное сопротивление потоку, его коэффициент определяется шероховатостью внутренних стенок трубы. Поэтому давление внутри системы может существенно различаться на разных участках системы.

Для определения параметров приходится прибегать к выполнению гидравлических расчетов. При этом диаметры труб следует применять такие, чтобы давление, которое приводит жидкость в движение, превышало суммарные потери не менее чем на десятую часть. В противном случае, вы получите неэффективное отопление, отличающиеся высокими тепловыми потерями.

Такой же эффект может дать неоправданное увеличение диаметра труб, для повышения теплоотдачи, чаще всего, этот прием оказывает только отрицательное действие.

Большое значение имеет также толщина стенок трубы, соответствие внутренних диаметров фитингов и непосредственно труб. На процессе проектирования требуется уточнить рабочее давление теплоносителя, он зависит от особенностей котельного оборудования и дожимных насосов.

И это еще далеко не все нюансы, существует множество тонкостей, связанных с выбором диаметра трубопроводов для отопления. Поэтому оговоримся еще раз, данные расчеты должен выполнять специалист, экономить на проекте недопустимо.

Диаметр труб для отопления

Как правильно подобрать трубы для отопления? Этот вопрос волнует каждого застройщика, поскольку ошибка может нарушить работу всей системы, сделать ее неэффективной и некомфортной.

При заниженном диаметре:

• Трубы испытывают повышенные нагрузки и сокращается срок их службы. О 50-и годах, как заявляют производители, речь даже не идет.

• В отопительной системе возникают шумы.

  Кому нужен дискомфорт с прослушкой работы отопительной системы.

• В пиковые периоды при заниженном диаметре трубы может быть не обеспечена подача тепла в нужном количестве и в помещении будет некомфортная температура.

Но и ставить трубы на отопление с большим запасом тоже смысла нет:

Это ненужный перерасход денежных средств, снижается инвестиционная эффективность замены труб и оборудования системы отопления.

• Из-за маленькой скорости потока теплоносителя в трубах могут образовываться отложения, что ведет к уменьшению их пропускной способности.

• Снижается эффективность из-за большего объема системы отопления. Она приобретает повышенную инерционность.

• Возможно постоянное завоздушивание, что ведет в повышенному износу радиаторов отопления, теплообменника котла и других компонентов

По сути, при правильно выбранном диаметре труб отопления теплоноситель перемещается по трубопроводам в нужном количестве и определенном диапазоне скоростей. Таким образом при выборе диаметра труб для системы радиаторного отопления с принудительной циркуляцией необходимо отталкиваться от двух значений:

• тепловая мощность отопительного контура

• скорость потока теплоносителя в трубопроводе

Усредненно показатель тепловой мощности часто принимают 100 Вт/м. кв., хотя правильнее заказать профессиональный расчет.

Теплопотери, которые напрямую определяют тепловую мощность, зависят от многих факторов: утепление дома, тип окон и дверей с ручками http://www.mirar-group.ru, климата в регионе и других.

Скорость потока зависит от расхода теплоносителя и указывается производителями труб в специальных таблицах.

Расчет диаметра труб отопления по таблице

Дабы упростить «жизнь» начинающим застройщикам, специалистами уже составлены специальные таблицы по которым можно подобрать нужный диаметр при ΔТ=20 град.С (разница температур между подачей и обраткой).
Ниже таблица подбора диаметра трубы для отопления при ΔТ=20 град. С:

Алгоритм подбора следующий:

• Перемещаясь по столбцам с показателем скорости потока жидкости 0,4-0,6 находим нужный показатель теплового потока.

• По крайнему левому столбцу определяем требуемый внутренний диаметр трубопровода.

• По таблицам производителя, в зависимости от внутреннего диаметра, находим нужный наружный диаметр.

Например, есть дом 60 кв. метров. По среднему показателю теплопотерь 100 Вт/м.кв., требуемый тепловой поток 6000 Вт. Применяем коэффициент запаса 1,2 — 6000*1,2=7200 Вт В таблице максимально приближенным будет значение 7185 Вт при скорости потока 0,5 м/с. По крайнему левому столбцу внутренний диаметр трубы будет равным 15 мм.

По таблице производителя находим требуемый наружный диаметр трубы. Например, для универсальной металлопластиковой трубы TECEFlex (стр. 11) ближайшее значение в сторону увеличения — 18 мм. Это труба универсальная многослойная (PE-XcAlPE) 25 мм. Аналогично смотрим ассортимент Экопластик стр. 7. Нам подойдет полипропиленовая труба Stabi 25 мм.

Соответствие тепловой мощности и диаметра

Проектировщиками и монтажниками уже подобраны оптимальные соотношения тепловой мощности и наружного диаметра отопительной пластиковой трубы (как в каталоге производителей).

• Для 3000-5000 Вт — подойдет труба 20 мм

Данные показатели являются усредненными и, особенно если тепловая мощность находится вблизи пограничного значения, лучше обратиться к специалистам.

Но с большой долей вероятности можно утверждать, что если требуемая тепловая мощность контура, например, 12 кВт (площадь около 120 м. кв.

), то разводку системы отопления с принудительной циркуляцией нужно проводить пластиковыми трубами диаметром 32 мм.

Следует учесть, что все вышенаписанное относится только к выбору диаметра. Кроме этого, при проектировании системы отопления дома нужно выбрать трубы с учетом эксплуатационных параметров (температуры и давления), особенностей монтажа (замоноличенные, под гипсокартоном или плинтусом, открытые или другое), по типу соединения (сварка, запрессовка, обжим, пресс-соединения).