Как подобрать диаметр трубы для отопления частного дома

11 советов, какие трубы для отопления лучше выбрать: материал, диаметр

Каким должно быть идеальное жилище? Ответ на этот практически философский вопрос можно искать долго, перечислять массу критериев и при этом забыть о главном. Залог уюта в доме – комфортная температура, а в условиях сурового отечественного климата поддерживать тепло можно только с помощью систем отопления. Кровеносными сосудами, на которые многие незаслуженно не обращают внимания, являются трубы. От качества их исполнения, правильно подобранного материала и диаметра зависит стабильность функционирования отопительной системы. Разбираемся, какие трубы для отопления лучше выбрать и знакомимся с основными характеристиками самых популярных материалов.

№1. Какими должны быть трубы отопления?

Назначение труб отопление понятно даже ребенку. Они должны транспортировать горячую воду от котла, каким бы он ни был, к радиаторам. Это очень ответственная деталь системы отопления, от качества исполнения которой зависит не только наш комфорт, но и безопасность.

К трубам отопления выдвигается такой минимальный набор требований:

• прочность и долговечность. В течение всего срока службы трубы должны сохранять целостность. При возникновении небольших повреждений и проникновении сквозь них кислорода трубы могут начать ржаветь изнутри и засоряться. Большие повреждения приведут к утечкам теплоносителя, а это, в большинстве, случаев горячая вода. Последствия всего этого могут быть катастрофическими;
• невысокая шумность в работе, ведь постоянно слушать звуки бурления воды – испытание для нервной системы;
• эстетичность. Не всегда есть возможность спрятать трубы в стены или замаскировать их, поэтому они не должны пугать своим видом и тем более портить интерьер.

№2. Что учитывать при выборе труб отопления?

Нет универсальных труб, которые бы одинаково хорошо функционировали в разных помещениях. Чтобы подобрать лучшие трубы для отопления, т.е. наиболее оптимальные и подходящие в конкретных условиях, необходимо принять во внимание такие факторы:

• температура и давление в системе, которые во многом зависят от того, какое отопление используется, индивидуальное или централизованное. В индивидуальных системах давление редко превышает 2-3 атмосферы, а в централизованных может подниматься до 16 атмосфер;
• тип прокладки труб, наружный или скрытый;
• суммарная площадь отапливаемого жилья;
• проектная мощность котла и тип топлива (для частных домов);
• условия функционирования трубопровода. Имеется в виду наличие на отдельных участках неотапливаемых помещений;
• возможность проведения ремонта.

Все характеристики труб зависят от материала их изготовления – это важнейший параметр, который необходимо учитывать при выборе.

№3. Материал труб отопления: основные виды

В жилых помещениях используют такие виды труб отопления:

• стальные;
• из нержавеющей стали;
• медные;
• полиэтиленовые;
• полипропиленовые;
• металлопластиковые.

Некоторые из них (стальные) уже отживают свое, другие (полипропиленовые) только покоряют рынок, но производятся и используются сегодня все перечисленные типы труб, ведь системы отопления сильно отличаются и требуют индивидуального подхода при обустройстве.

№4. Стальные трубы для отопления

Стальные трубы до некоторых пор были самым популярным и практически единственным вариантом организации отопительной системы. Время шло, появились достойные альтернативы, но при этом стальные трубы до сих пор устанавливаются, правда, преимущественно в частных домах. Производят их из качественной углеродистой стали.

Основные достоинства:

• прочность, надежность, высокая устойчивость к гидроударам, скачкам давления и температуры в системе. Материал не боится механических повреждений;
• низкий коэффициент температурного расширения, поэтому обходиться можно и без компенсаторов;
• высокая теплопроводность;
• доступная стоимость по-прежнему остается одной из основных причин выбора данного типа труб.

Минусы:

• невысокая коррозионная стойкость. Постепенно трубы начинают зарастать, их пропускная способность падает. Более того, коррозионные процессы могут привести к образованию протечек и выходу трубы из строя. Чтобы этого избежать, рекомендуют защищать поверхность трубы методом цинкования;
• большой вес и габаритность;
• сложный монтаж. Отдельные элементы соединяются в систему с помощью сварки. Если нет навыков работы со сварочным аппаратом, то для выполнения монтажных работ понадобится помощь профессионалов. Сварка – это еще и высокая вероятность повреждения предметов и поверхностей, находящихся поблизости. Альтернативный вариант – резьбовое соединение отдельными элементами, но нарезка резьбы – это не менее кропотливое и трудоемкое занятие. К тому же, придется столкнуться с многочисленными муфтами, уголками и тройниками, от качества установки которых зависит главное – целостность всей системы;
• материал проводит блуждающие токи, которые повреждают внутреннюю поверхность труб.

№5. Нержавеющие трубы для отопления

Гофрированные трубы из легированной нержавеющей стали лишены многих недостатков стального аналога. Их используют для обустройства систем отопления в новых домах, а также для реконструкции отопительной системы в старых, большую популярность они приобрели в обустройстве теплых полов, горячего и холодного водоснабжения. Столь широкая сфера применения объясняется главной особенностью данного вида труб – способностью гнуться.

Преимущества:

• нержавеющие гофрированные трубы устойчивы к коррозии, не собирают на стенках накипь, долговечны;
• стойкость к гидроударам и внешним механическим воздействиям;
• незначительное температурное расширение;
• гибкость, причем гнется такая труба практически без уменьшения внутреннего диаметра. Это удобно, когда пространство для монтажа системы отопления ограничено. Кроме того, сложные в плане конфигурации системы можно устанавливать с минимальным количеством соединений. Данная особенность сделала нержавеющие трубы очень популярными при обустройстве водяных теплых полов;
• высокая теплоотдача;
• относительно несложный монтаж;
• широкая сфера использования.

Минус, как можно догадаться, только один – стоимость, но она окупается долговечностью и простотой монтажа. Еще одна неприятная особенность – невысокая долговечность уплотнительных колец, около 30 лет.

№6. Медные трубы для отопления

Продолжим изучение металлических труб отопления. Медные трубы начали использоваться еще в XVII и активно применяются до сих пор, несмотря на появление более дешевых вариантов.

Преимущества:

• долговечность, сравнивая со сроком службы зданий. Медные трубы и фитинги не теряют своих качеств в течение 100 лет и более;
• устойчивость к коррозии, высокая герметичность, отсутствие способности пропускать воздух и накапливать отложения на внутренней поверхности, поэтому с годами пропускная способность труб не уменьшается;
• высокая теплопроводность;
• устойчивость к перепадам температур (диапазон рабочих температур от -200 до +500 0 С) и скачкам давления в системе;
• эстетичный внешний вид.

Основной минус – высокая цена. Мало того, что сам материал дорогой, так еще и основные производители сосредоточены за пределами страны. Если же принять во внимание долговечность материала и отсутствие проблем в ближайшие 100 лет, то стоимость не выглядит таким уж весомым недостатком. Если вопрос выбора труб отопления не упирается в бюджет, то лучшим вариантом станут медные трубы. Процесс монтажа специфический, поэтому лучше обратиться за помощью к профессионалам.

Чтобы система отопления прослужила много лет, лучше не комбинировать медные трубы со стальными нелегированными. Последние будут очень быстро ржаветь. Если же такой комбинации не избежать, то пусть стальные трубы будут находиться перед медными по направлению движения воды.

№7. Полипропиленовые трубы для отопления

Полипропиленовые трубы изготавливают на основе полимеров, существует несколько видов таких труб, но в системе отопления обычно применяют трубы PPs из специального пропилена. Материалы группы термопластов, к которым и относятся все типы полипропиленовых труб, неустойчивы к высоким температурам, поэтому для систем отопления необходимо брать только армированные трубы, причем желательно алюминиевой фольгой.

Полипропиленовые трубы могут быть без армирования, с армированием стекловолокном или алюминиевой фольгой. Первые не будем рассматривать вовсе. Вторые вызывают большой интерес. Трубы со стекловолоконным армированием просто и быстро монтируются, потому их очень любят монтажники систем отопления, но они то ли не знают, то ли сознательно умалчивают, что использовать их в высокотемпературных системах радиаторного отопления нельзя. Причина – их кислородопроницаемость.

Кислород – враг отопительной системы. Он может попадать в нее вместе с теплоносителем, потому перед поступлением в теплосети воду подготавливают специальным образом, снижая в разы количество растворенного кислорода в ней. Другой путь попадания – из внешней среды. Да, кислород может проникать в трубы и радиаторы из воздуха и попадать в теплоноситель.

Сравнительные показатели температурного удлинения и кислородопроницаемости

Чем опасен кислород? Он разрушает металлические элементы отопительной системы, т.е. в данном случае от коррозии пострадают не сами трубы, а вентили, насосы и т.д. Кроме того, приходится иметь дело с кавитационными процессами. Пузырьки воздуха схлопываются с высбождением энергии, которой достаточно для постепенного повреждения металлических элементов. Страдают снова-таки насосы, вентили и т.д. Исследования показывают, что из-за высокой кислородопроницаемости труб элементы системы отопления могут выйти из строя уже через 3-5 лет.

Кавитация. Разрушение вентиля в результате насыщения теплоносителя кислородом

Низкотемпературные системы (теплые полы, панельное отопление), оборудованные полипропиленовыми трубами без кислородного барьера, также страдают, но главная беда тут – заиливание из-за развития аэробных микроорганизмов.

Для систем отопления необходимо брать трубы с кислородонепроницаемым барьером (диффузным слоем), а стекловолокно кислород пропускает. Остается только алюминиевая фольга. Важно, чтобы она была без перфорации и проварена лазером встык. Фольга с дырками, или проваренная внахлест не убережет систему от попадания в нее кислорода.

Преимущества:

• относительно длительный срок эксплуатации. Если верить производителям, долговечность достигает 50 лет;
• устойчивость к коррозии. Внутренняя поверхность труб остается гладкой в течение всего срока эксплуатации, не ухудшая пропускную способность. Благодаря герметичности кислород не проходит внутрь системы и не повреждает ее металлические элементы (в случае армирования алюминием);
• высокая механическая прочность;
• небольшой вес;
• стойкость к низким температурам. Если в трубе замерзла вода, за целостность можно не переживать – благодаря способности расширятся материал не будет поврежден и после оттаивания примет первоначальную форму;
• герметичное соединение, которое обеспечивается специальными фитингами и сваркой;
• относительно несложный процесс монтажа. Для соединения отдельных элементов фитингами используют специальный сварочный аппарат, который в народе часто называют утюгом и паяльником. На сварку стыка уходит несколько секунд, а научится работать аппаратом несложно;
• невысокий уровень шума при движении воды по трубам, особенно если сравнить с металлическими аналогами;
• полная безвредность для здоровья;
• относительно низкая цена. Полипропиленовые трубы обойдутся дешевле, чем металлопластиковые или нержавеющие.

Среди недостатков:

• невозможность использовать в пожароопасных помещениях;
• высокое линейное расширение оборачивается необходимостью использования компенсаторов.

Часто к недостаткам причисляют невысокую термостойкость, низкую жесткость и неустойчивость к гидроударам. Это объясняется неправильным выбором полипропиленовых труб. Для систем отопления необходимы только армированные изделия, которые не провисают, выдерживают высокую температуру и давление. Кроме того, большое значение имеет процесс производства: при нарушении технологии выходят трубы ненадлежащего качества, поэтому предпочтение лучше отдавать проверенным именитым производителям.

№8. PEX-трубы, или трубы из сшитого полиэтилена

За счет особой технологии производства в структуре полиэтилена появляются новые молекулярные связи, которые и обеспечивают дополнительную прочность и прочие полезные свойства. Сегодня такие трубы используются не только в системах отопления, но и при монтаже теплых полов, а также при обустройстве системы горячего водоснабжения.

Преимущества:

• стойкость к коррозии;
• прочность наряду с достаточной гибкостью;
• долговечность до 50 лет;
• возможность выдерживать температуру теплоносителя до 120 0 С, перепады температуры и давления;
• незначительный вес.

Из минусов выделим высокую цену на сами трубы и фитинги и необходимость наличия специального оборудования для монтажа, поэтому используются они достаточно редко.

Сшитый полиэтилен пропускает кислород. Неармированные трубы допускается использовать в системах холодного и горячего водоснабжения, низкотемпературных отопительных системах. В высокотемпературных системах нужно применять армированные алюминием трубы.

№9. Металлопластиковые трубы для отопления

Металлопластиковые трубы многие называют наиболее сбалансированными по соотношению цена/качество. Такая народная любовь имеет под собой серьезные основания. Изделие производят на основе полиэтилена и алюминиевой фольги: внешний и внутренний слой – это пластик, посредине находится фольга, которая играет роль каркаса и придает конструкции жесткость, а связывает все слои клей с высокими показателями адгезии к металлу и пластику. Подобное строение позволяет говорить о массе преимуществ:

• устойчивость к коррозии, ведь теплоноситель контактирует только с пластиком;
• внутренний слой гладкий и не накапливает отложения;
• герметичность и непроницаемость кислорода, поэтому металлические детали системы будут в безопасности;
• материал хорошо гнется, поэтому можно легко создать эффективную систему отопления даже в помещениях сложной конфигурации. Более того, продают трубы в бухтах по 50-500 м, поэтому одним отрезком можно выстроить систему отопления в больших пространствах, а чем меньше мест соединения, тем меньше вероятность протечки;
• долговечность до 50 лет;
• относительно несложный монтаж;
• материал не передает блуждающий ток.

Минусы:

• неустойчивость к механическим нагрузкам и открытому огню;
• низкая устойчивость к ультрафиолетовым лучам, поэтому лучше использовать защиту в виде гофротрубы;
• цена в два раза выше, чем на полипропиленовые трубы.

Также стоит отметить такое свойство, как отсутствие линейного расширения. С одной стороны, можно смело вмуровывать трубы в стены, не боясь повредить будущую отделку. С другой стороны, если теплоноситель замерзнет, материал не выдержит нагрузки и порвется. Это хороший вариант для постоянно отапливаемых посещений.

Соединять элементы можно посредством разъемного, условно разъемного или неразъемного фитинга. Для последнего необходимо специальное дорогое оборудование, а при монтаже резьбового фитинга требуется большая осторожность, так как гайкой можно повредить трубу.

№10. Так как трубы отопления лучше выбрать?

Если предполагается самостоятельный монтаж всей системы отопления, то лучше брать полипропиленовые трубы. Они дешевые, все соединения выходят полностью герметичными, а работать специальным сварочным аппаратом по полипропилену быстро научится даже тот, кто имеет минимальный строительный опыт. Больше времени уйдет не на монтаж, а на расчет и подготовительные работы. Главное, приобрести армированные алюминиевой фольгой полипропиленовые трубы и краны из нержавеющей стали, и вся система будет работать долго и надежно.

Металлопластиковые трубы – также неплохой вариант. Они, хоть и стоят дороже, но для монтажа не потребуются никакие специфические инструменты – только гаечный ключ, но соединение со временем рискует потерять герметичность.

Если располагаете средствами, то хорошим вариантом станут трубы из нержавеющей стали. Еще дороже обойдутся медные трубы, но они того стоят.

№11. Диаметр труб отопления

Трубы, выполненные из разного материала, представлены в различном диаметре. Чтобы подобрать наиболее подходящее значение, необходимо изучить всю схему отопительной системы и попросить помощи специалистов. Приблизительный диаметр можно рассчитать самостоятельно. Учитываются такие параметры, как площадь помещения, от которой зависит тепловая мощность, и скорость движения теплоносителя.

Многие ошибочно думают, что чем больше диаметр трубы, тем выше эффективность системы. На самом деле при выборе слишком больших труб давление в системе снижается, и отопление и вовсе пропадает – теплая вода не может обогнуть всю систему трубопровода и радиаторов. Чем меньше диаметр, тем выше скорость потока воды. В идеале скорость должна быть выше, чем 0,2 м/с, но меньше 1,5 м/с, иначе процесс циркуляции теплоносителя будет слишком шумным.

Диаметр выбирают на основе расчета требуемой тепловой мощности. Для комнат с высотой потолков до 3 м на каждый 1 м 2 необходимо 100 Вт энергии. Для комнаты площадью 20 м 2 , например, необходимо 2000 Вт тепловой мощности, сюда стоит добавить 20% запаса, получаем 2400 Вт. Данная тепловая мощность обеспечивается одним или двумя радиаторами, если окон в комнате два – под каждое окно. По таблице смотрим, что для покрытия этой мощности необходимы трубы с внутренним диаметром 8 мм, но подойдут и 10 мм. Конечно, это все условные расчеты, но сориентироваться в бюджете на покупку труб они помогут.

Напоследок отметим, что на трубах отопления лучше не экономить – это убережет от многочисленных проблем. Отлично зарекомендовала себя продукция таких производителей, как Akwatherm, Rehau, Banninger, Wefatherm, FV-Plast.

Как подобрать диаметр трубы для отопления частного дома

При проектировании коммуникаций важно правильно выбрать диаметр труб для отопления частного дома. Ошибки при выборе комплектующих приведут к потере мощности теплосистемы, завоздушиванию, некомфортной температуре, повышенным затратам на отопление, шуму, вызванному движением теплоносителя.

Трубы какого размера устанавливают в теплосистемах

В состав теплокоммуникаций входят подающие и отводящие трубные элементы с внешним диаметром 16 –110 мм. Их внутренний размер составляет 16,2 – 90 мм.

Специалисты, занимающиеся проектировкой и монтажом систем теплоснабжения, на опыте вывели оптимальные размеры различных ветвей теплосистем.

Таблица 1

Магистрали других размеров в частном секторе используют редко из-за малого количества систем, к которым они подходят. Эти данные ориентировочные – для точного подбора нужно провести расчеты.

Внутренние и внешние размеры труб теплосистемы

Производители полипропиленовых комплектующих для отопления в маркировке часто указывают не внутренний, а внешний диаметр изделий. Соотнести эти два показателя поможет таблица ниже. По ней также можно определиться с маркой полимера – PN10, 20 или 30. Эта цифра – предельный показатель давления в Бар, который выдержит такая обвязка.

Таблица 2

При прокладке теплокоммуникаций из металлопластика можно опираться на данные в таблице ниже. Здесь указано соответствие параметров двух самых популярных типов обвязки – металлопластиковой и полипропиленовой.

Таблица 3

Просвет металлических коммуникаций и толщина их стенки регламентируются ГОСТ 3262-75. Чтобы определить внутренние параметры, надо измерить внешний диаметр и подставить данные в таблицу. Например, при внешнем размере трубы 42,3 мм внутренний проход, по которому течет вода, будет равен 40 мм.

Таблица 4

Влияние размера труб на работу отопления

Для максимально эффективной работы отопительной системы ее элементы должны иметь подходящий размер. Слишком крупные коммуникации ставить нежелательно и нерентабельно.

• Такие комплектующие строят дороже, а для прогрева находящегося в них теплоносителя требуется больший объем топлива. Поэтому их монтаж и эксплуатация сопряжены с ненужными дополнительными материальными издержками.
• В коммуникациях, состоящих из слишком крупных элементов, не удастся добиться нужных показателей давления. Возникнет застой теплоносителя, приводящий к постоянному появлению воздушных пробок. Образующийся воздух вступит в реакцию с металлом радиаторов и вызовет их окисление. В результате срок службы батарей снизится.

Нежелательно устанавливать и слишком тонкие модели:

• Теплосистема слишком маленького диаметра работает шумно – в ней образуются завихрения, сопровождающиеся гудением и бульканьем.
• Уменьшение просвета теплокоммуникаций снижает объем циркулирующего теплоносителя, который не в состоянии полноценно прогреть комнату. В теплосистемах с последовательным соединением радиаторов, где горячая жидкость поочередно проходит через все отопители, концевые батареи могут вообще не прогреваться.
• Насос, прокачивающий жидкость через суженный просвет, работает с повышенной нагрузкой и быстро выходит из строя.

Правильный расчет сечения элементов позволит теплосистеме работать без сбоев с максимальным КПД.

Подбор диаметра трубы для отопления по таблицам

Существуют таблицы, позволяющие подобрать элементы трубопровода для любого участка теплосистемы. Чтобы ими воспользоваться, нужно сделать расчет тепловой нагрузки (количества тепла, которое должны отдавать теплокоммуникации) и определиться с оптимальной скоростью протекания теплоносителя, помеченной в таблице розовым и зеленым цветом.

Таблица 5

Определение оптимальной скорости движения теплоносителя

Максимальные показатели скорости движения воды в тепловых контурах указаны в приложении Ж к СНиП 41-01-2003. В документе они не зря связаны с уровнем шума – при слишком быстром протекании теплоносителя батареи шумят и булькают.

Таблица 6

При повышении скорости движения жидкости возрастает гидравлическое сопротивление, которое находится в квадратичной зависимости от него. Например, увеличение скорости на 0,5 м/с автоматически увеличит сопротивление на 0,52 м/с или 0,25 м/с. Поэтому превышать рекомендуемую скорость нежелательно.

Оптимальный скоростной показатель для крупных веток, идущих от котла – 1 м/с. В более мелких разветвлениях вода течет медленнее. Оптимальные показатели для некотловых труб разного диаметра выделены в таблице 5 оранжевым цветом.

Расчет тепловой мощности системы

Для адекватного отопления квадратного метра площади требуется 100 Вт теплоэнергии. Поэтому, например, для обогрева здания 150 кв. м потребуется:

150х100=15000 Вт — именно такой показатель должна обеспечить смонтированная теплосистема.

Такой расчет подходит только для зданий с высотой потолков 2,6 м и менее, построенных в средней полосе и имеющих двухкирпичную кладку. В остальных случаях применяются поправочные коэффициенты, которые увеличивают или уменьшают этот показатель.

Таблица 7

В этих случаях для вычисления оптимальной мощности теплосистемы применяют формулу:

Q= S *100х К1*К2*К3,

Где Q – количество теплоты, требуемое для обогрева;

S – отапливаемая площадь;

К1, К2, К3– поправочные коэффициенты.

Например, нам надо рассчитать требуемое количество тепла для отопления дома 150 кв. м с высотой потолков 3 м, расположенного в центре Сибири. Здание очень хорошо утеплено.

Подставляем данные в формулу:

150х100х1,5х1,1 х 0,7 = 17325 ­Вт.

Если в нашем воображаемом доме теплосистема состоит из двух равнозначных веток, показатель делится на два.

17325/2=8662,5 кВт — каждая ветка.

Теперь обращаемся к таблице 5, чтобы выбрать оптимальную скорость движения жидкости – в ней ищем тепловую нагрузку с максимально близкими параметрами.

В части таблицы, окрашенной зеленым и оранжевым, указана скорость. Для центральных котловых магистралей выбираем вариант, максимально близкий к 1 м/с – на него рассчитано большинство котлов. Если выходной котловой патрубок окажется другого размера, нужно установить переходник или подвести трубу размером, равным диаметру выхода из котла до ближайшего коллектора, а там поменять. Видим, что для теплосистемы мощностью 17325 Вт из расчета выше подойдет вариант с наружным диаметром 25 мм.

Для двух наших крупных ветвей мощностью 8662,5 кВт тоже выбираем скорость, максимально близкую к 1 м/с. Округляем показатель до 9000 и обращаемся к таблице 5. Максимально подходящим скоростным показателем будет 0,9 м/с. Значит, там подойдут трубные элементы диаметром 20 мм.

Для более мелких отдаленных элементов в графах скорости ищем оптимальный параметр, выделенный оранжевым цветом. Из рекомендуемых вариантов предпочтителен меньший, поскольку толстая обвязка обойдется дороже.

Например, для отдаленной тепловой ветки в 4 кВт из двух возможных размеров 25 и 20 выбирайте минимальный – двадцатый. По такому алгоритму можно посчитать всю разводку.

Расчет мощности ветки по числу теплоприборов

Для расчета количества тепла, выделяемого теплоприборами на конкретной ветке, нужно суммировать их мощность. Например, нам нужно соединить в одну ветку три шестисекционных радиатора с мощностью каждой секции 0,18 кВт.

Вычисляем мощность одного радиатора:

6х0,18 = 1,08 кВт или 1080 Вт.

Три отопителя выделят 3х1080=3240 Вт.

Ищем в таблице 5 нужный размер труб – это модель с наружным диаметром 20 мм. По такой схеме рассчитываем и подбираем параметры для всех тепловых ветвей дома.

Расчет сечения труб для отопления по формуле

Оптимальный внутренний диаметр трубопроводов вычисляют по формуле:

• D – искомый диаметр;
• Q – количество тепла, которое нужно прокачать через систему или конкретную ветку;
• Тподачи-Тобр — разница температур между прямым и обратным контуром;
• V – скорость теплоносителя;

Чтобы провести нужные расчеты, требуется вначале определить показатели, которые нужны для внесения в формулу:

• алгоритм расчета мощности теплосистемы (описан выше);
• скорость протекания теплоносителя: для котловой линии принимают равной 1 м/с, для остальных – определяют по таблице 7 ниже, исходя из тепловой мощности конкретной ветки.

Таблица 8

Теперь определим разницу между подачей и обраткой Тподачи-Тобр для внесения в формулу расчета : Опытным путем установлено, что оптимальная разница нагрева этих двух контуров должна быть 20 градусов:

• Уменьшение этого показателя отрицательно сказывается на работе теплосистемы, которой требуется прокачать в два раза больше теплоносителя. В системе с последовательным соединением радиаторов, где температура падает по мере удаления от котла, последние батареи могут не прогреваться.
• Увеличение температурной разницы между подающим и обратным контуром снижает КПД котла, повышает образование конденсата на теплообменнике. Перегретые материалы расширяются неравномерно, что может привести к их растрескиванию. Поэтому в формулу нужно подставлять оптимальную разницу в 20 градусов.

Узнать реальные температурные показатели функционирующего подающего и обратного контура просто – приложите к ним обычный термометр и прибавьте к показателям 1-2 градуса. Если разница больше или меньше 20 градусов, отталкивайтесь при подсчетах от нее.

Проведем расчет диаметра трубы для отопления частного дома мощностью 30 кВт с температурой подающей линии в 90 градусов и обратки в 70 градусов. Скорость движения теплоносителя – 1 м/с. Подставим данные в формулу:

Это внутренний диаметр. Теперь определим внешний. Допустим, в системе, для которой проводится тепловой расчет, будут установлены трубы из полипропилена. Ищем по таблице № 2 соотношений внутренних и внешних диаметров максимально близкие показатели. Поскольку давление в теплосистеме частного дома невысокое, подойдет обвязка PN10 или PN20 с наружным размером 32 мм, рассчитанная на 10 или 20 атмосфер.

По такой же схеме рассчитывается обвязка для отдельных отопительных веток. В этом случае суммируется площадь комнат, в которых она будет проложена. Расчет можно вести, исходя из общего количества теплоэнергии, отдаваемой батареями.

Например, нам надо рассчитать диаметр ветки с тремя радиаторами суммарной мощностью 3240 Вт или 3,24 Вт с температурной разницей теплоносителя в 20 градусов.

Скорость находим по таблице №8 – в нашем случае это 0,34 м/сек.

Подставляем данные в формулу:

Нам понадобится протянуть обвязку с внутренним диаметром 12 мм. Если такого варианта нет в продаже, подбираем, в зависимости от материала, по таблицам 2, 3 или 4 наиболее близкий. Например, для полипропилена это будет обвязка марки PN20 с внутренним проходом 13,2 мм и наружным диаметром 20 мм.

Расчет коллектора

В состав отдельных систем входят коллекторы, перераспределяющие теплоноситель по контурам и веткам. Вне зависимости от материала и конфигурации такого элемента, его сечение должно быть не меньше суммы диаметров элементов для подводки и оттока. Для расчетов применяется формула:

Dcoll = D1+D2+ D3+….Dn, где D1 и далее – диаметры подключаемых ветвей.

Например, для присоединения четырех элементов телесистемы с наружным диаметром 26 мм размер коллектора должен быть не менее

26х4 = 104 мм.

Расстояние между центрами патрубков должно быть не меньше их трехкратного диаметра. В нашем случае это

26х3 = 78 мм.

Почему такой расчет диаметра труб для отопления не подходит для многоэтажных домов

Для теплокоммуникаций в многоэтажках нужно отталкиваться от конфигураций, заложенных при проектировании дома. Несанкционированное изменение параметров внутридомовых теплосистем влечет нестабильную работу всего отопления. Нарушителя оштрафуют на 2500 рублей по статье 7.21 КоАП РФ.

Изменение конфигурации инженерных сетей может стать причиной судебных исков от управляющей компании и соседей. Установленные трубы заставят демонтировать и заменить на предусмотренные общедомовым проектом.

Как выбрать диаметр труб для отопления

В статье рассмотрим системы с принудительной циркуляцией. В них движение теплоносителя обеспечивается постоянно работающим циркуляционным насосом. При выборе диаметра труб для отопления исходят из того, что основная их задача — обеспечить доставку требуемого количества тепла к нагревательным приборам — радиаторам или регистрам. Для расчета нужны будут следующие данные:

• Общие теплопотери дома или квартиры.
• Мощность отопительных приборов (радиаторов) в каждой комнате.
• Протяженность трубопровода.
• Способ разводки системы (однотрубная, двухтрубная, с принудительной или естественной циркуляцией).

То есть, перед тем как приступать к расчету диаметров труб, вы предварительно считаете общие потери тепла, определяете мощность котла и рассчитываете мощность радиаторов для каждой комнаты. Нужно будет также определиться со способом разводки. По этим данным составляете схему и затем только приступаете к расчету.

На что еще нужно обратить внимание. На то, что маркируются у полипропиленовых и медных труб наружный диаметр, а внутренний вычисляется (отнимаете толщину стенки). У стальных и металлопластиковых при маркировке проставляется внутренний размер. Так что не забывайте эту «мелочь».

Как выбрать диаметр трубы отопления

Точно рассчитать, какого сечения трубы вам нужны, не получится. Придется выбирать из нескольких вариантов. А все потому, что добиться одинакового эффекта можно разными способами.

Поясним. Нам важно доставить к радиаторам нужное количество тепла и добиться при этом равномерного нагрева радиаторов. В системах с принудительной циркуляцией делаем мы это при помощи труб, теплоносителя и насоса. В принципе все, что нам нужно, — это за определенный промежуток времени «прогнать» определенное количество теплоносителя. Тут есть два варианта: поставить трубы меньшего диаметра и подавать теплоноситель с большей скоростью, или сделать систему большего сечения, но с меньшей интенсивностью движения. Обычно выбирают первый вариант. И вот почему:

• стоимость изделий меньшего диаметра ниже;
• с ними работать легче;
• при открытой прокладке они не так привлекают внимания, а при укладке в пол или стены требуется меньшие по размерам штробы;
• при небольшом диаметре в системе находится меньше теплоносителя, что снижает ее инерционность и ведет к экономии топлива.

Так как есть определенный набор диаметров и определенное количество тепла, которое по ним нужно доставить, каждый раз считать одно и то же — неразумно. Потому были разработаны специальные таблицы, по которым в зависимости от требуемого количества тепла, скорости движения теплоносителя и температурных показателей работы системы, определяется возможный размер. То есть для определения сечения труб в системе отопления находите нужную таблицу и по ней подбираете подходящее сечение.

Расчет диаметра труб для отопления производился по такой формуле (при желании можете посчитать). Затем рассчитанные значения записывались в таблицу.

D — искомый диаметр трубопровода, мм
∆t° — дельта температур (разница подачи и обратки), °С
Q — нагрузка на данный участок системы, кВт — определенное нами количество тепла, необходимое на обогрев помещения
V — скорость теплоносителя, м/с — выбирается из определенного диапазона.

В системах индивидуального отопления скорость движения теплоносителя может быть от 0,2 м/с до 1,5 м/с. По опыту эксплуатации известно, что оптимальная скорость находится в пределах 0,3 м/с — 0,7 м/с. Если теплоноситель движется медленнее, возникают воздушные пробки, если быстрее — сильно возрастает уровень шумов. Оптимальный диапазон скоростей и выбирают в таблице. Таблицы разработаны для разных видов труб: металлических, полипропиленовых, металлопластиковых, медных. Рассчитаны значения для стандартных режимов работы: с высокими и средними температурами. Чтобы процесс подбора был более понятен, разберем конкретные примеры.

Расчет для двухтрубной системы

Имеется двухэтажный дом с двухтрубной системой отопления по два крыла на каждом этаже. Использоваться будут полипропиленовые изделия, режим работы 80/60 с дельтой температур 20 °C . Теплопотери дома составляют 38 кВт тепловой энергии. На первый этаж приходится 20 кВт, на второй 18 кВт. Схема приведена ниже.

Справа размещена таблица, по которой определять будем диаметр. Розоватая область — зона оптимальной скорости движения теплоносителя.

1. Определяем, какую трубу нужно использовать на участке от котла до первого разветвления. Через этот участок проходит весь теплоноситель, потому проходит весь объем тепла в 38 кВт. В таблице находим соответствующую строку, по ней доходим до тонированной розовым цветом зоны и поднимаемся вверх. Видим, что подходят два диаметра: 40 мм, 50 мм. Выбираем по понятным соображениям меньший — 40 мм.
2. Снова обратимся к схеме. Там где поток разделяется 20 кВт идет на 1-й этаж, 18 кВт отправляется на 2-ой этаж. В таблице находим соответствующие строки, определяем сечение труб. Получается, что обе ветки разводим диаметром 32 мм.
3. Каждый из контуров разделяется на две ветки с равной нагрузкой. На первом этаже вправо и влево идет по 10 кВт (20 кВт/2=10 кВт), на втором по 9 кВт (18 кВт/2)=9 кВт). По таблице находим соответствующие значения для этих участков: 25 мм. Этот размер используется и далее до того момента, пока тепловая нагрузка не снизится до 5 кВт (по таблице видно). Далее идет уже сечение 20 мм. На первом этаже на 20 мм переходим после второго радиатора (смотрите по нагрузке), на втором — после третьего. В этом пункте есть одна поправка, внесенная накопленным опытом — лучше переходить на 20 мм при нагрузке 3 кВт.

Все. Диаметры полипропиленовых труб для двухтрубной системы рассчитаны. Для обратки сечение не рассчитывается, а разводка делаются такими же трубами, как и подача. Методика, надеемся, понятна. Аналогичный расчет при наличии всех исходных данных провести будет несложно. Если решите использовать другие трубы — вам понадобятся другие таблицы, рассчитанные для нужного вам материала. Можете попрактиковаться на этой системе, но уже для режима средних температур 75/60 и дельтой 15 °C (таблица расположена ниже).

Определение диаметра труб для однотрубной системы с принудительной циркуляцией

Принцип остается тем же, меняется методика. Давайте используем другую таблицу для определения диаметра труб с иным принципом занесения данных. В ней оптимальная зона скоростей движения теплоносителя окрашена в голубой цвет, значения мощностей находятся не в колонке сбоку, а внесены в поле. Потому сам процесс немного другой.

По этой таблице рассчитаем внутренний диаметр труб для простой однотрубной схемы отопления на один этаж и шесть радиаторов, подключенных последовательно. Начинаем расчет:

1. На вход системы от котла подается 15 кВт. Находим в зоне оптимальных скоростей (голубой) значения близкие к 15 кВт. Их два: в строке размером 25 мм и 20 мм. По понятным причинам, выбираем 20 мм.
2. На первом радиаторе тепловая нагрузка снижается до 12 кВт. Находим это значение в таблице. Получается, что от него идет дальше такого же размера — 20 мм.
3. На третьем радиаторе нагрузка уже 10,5 кВт. Определяем сечение — все те же 20 мм.
4. На четвертый радиатор, судя по таблице, идет уже 15 мм: 10,5 кВт-2 кВт=8,5 кВт.
5. На пятый идет еще 15мм, а после него уже можно ставить 12 мм.

Еще раз обратите внимание, что в расположенной выше таблице определяются внутренние диаметры. По ним затем можно найти маркировку труб из нужного материала.

Кажется, проблем с тем, как рассчитать диаметр трубы отопления, быть не должно. Все достаточно понятно. Но это справедливо для полипропиленовых и металлопластиковых изделий — у них теплопроводность невысокая и потери через стенки незначительные, потому при расчете их во внимание не берут. Другое дело — металлы — сталь, нержавейка и алюминий. Если протяженность трубопровода значительная, то и потери через их поверхность будут значительными.

Особенности расчета сечения металлических труб

Для больших отопительных систем с трубами из металлов необходимо учитывать потери тепла через стенки. Потери не так и велики, но при большой протяженности могут привести к тому, что на последних радиаторах температура будет совсем низкой из-за неправильного выбора диаметра.

Рассчитаем потери для стальной трубы 40 мм с толщиной стенки 1,4 мм. Потери рассчитываются по формуле:

q = k*3.14*(tв-tп)

q — тепловые потери метра трубы,

k – линейный коэффициент теплопередачи (для данной трубы он составляет 0,272 Вт*м/с);

tв — температура воды в трубе — 80°С;

tп — температура воздуха в помещении — 22°С.

Подставив значения получаем:

q = 0,272*3,15*(80-22)=49 Вт/с

Получается, что на каждом метре теряется почти 50 Вт тепла. Если протяженность значительная, это может стать критическим. Понятно, что чем больше сечение, тем больше будут потери. Если нужно учесть и эти потери, то при расчете потерь к снижению тепловой нагрузки на радиаторе добавляют потери на трубопроводе, а затем, по суммарному значению находят требуемый диаметр.

Но для систем индивидуального отопления эти значения обычно некритичны. Тем более что при расчете теплопотерь и мощности оборудования, чаще всего округление расчетных величин делают в сторону увеличения. Это дает определенный запас, который позволяет не делать столь сложных расчетов.

Важный вопрос: где брать таблицы? Почти на всех сайтах производителей такие таблицы есть. Можно считать прямо с сайта, а можно скачать себе. Но что делать, если нужных таблиц для расчета вы все-таки не нашли. Можете воспользоваться описанной ниже системой подбора диаметров, а можно поступить по-другому.

Несмотря на то, что при маркировке разных труб указываются разные значения (внутренние или наружные), с определенной погрешностью их можно приравнять. По расположенной ниже таблице можно найти тип и маркировку при известном внутреннем диаметре. Тут же можно будет найти соответствующей размер трубы из другого материала. Например, нужен расчет диаметра металлопластиковых труб отопления. Таблицу для МП вы не нашли. Зато есть для полипропилена. Подбираете размеры для ППР, а потом по этой таблице находите аналоги в МП. Погрешность естественно, будет, но для систем с принудительной циркуляцией она допустима.

По этой таблице вы легко определите внутренние диаметры труб системы отопления и их маркировку.

Подбор диаметра трубы для отопления

Этот метод основан не на расчетах, а на закономерности, которая прослеживается при анализе достаточно большого количества систем отопления. Это правило выведено монтажниками и используется ими на небольших системах для частных домов и квартир.

Из большинства котлов отопления выходят патрубки подачи и обратки двух размеров: ¾ и ½ дюйма. Вот такой трубой и делается разводка до первого разветвления, а дальше на каждом разветвлении размер уменьшается на один шаг. Таким способом можно определить диаметр труб отопления в квартире. Системы обычно небольшие — от трех до восьми радиаторов в системе, максимум — две-три ветки по одному-два радиатора на каждой. Для такой системы предложенный способ — отличный выбор. Практически также дело обстоит и для небольших частных домов. А вот если имеется уже два этажа и более разветвленная система, то приходится уже считать и работать с таблицами.

Итоги

При не очень сложной и разветвленной системе диаметр труб системы отопления можно рассчитать самостоятельно. Для этого нужно иметь данные о теплопотерях помещения и мощности каждого радиатора. Затем, используя таблицу, можно определить сечение трубы, которая справится с подачей требуемого количества тепла. Рассечет сложных многоэлементных схем лучше доверить профессионалу. В крайнем случае рассчитать самостоятельно, но постараться, как минимум, получить консультацию.

Источник https://remstroiblog.ru/natalia/2017/12/22/11-sovetov-kakie-trubyi-dlya-otopleniya-luchshe-vyibrat-material-diametr/

Источник https://radiator-expert.ru/kak-podobrat-diametr-truby-dlya-otopleniya-chastnogo-doma/

Источник https://teplowood.ru/kak-vybrat-diametr-trub-dlya-otopleniya.html