Главная / Люстры

Диаметр трубы для отопления: как осуществляется подбор этого параметра? Диаметр труб для отопления в частном доме: просто о сложном Диаметр пластиковых труб для отопления частного дома

В том обилии различных материалов и систем, которое сейчас существует на рынке труб, нелегко разобраться даже специалисту. Особо сложным и ответственным делом является выбор труб для отопления. Ведь неправильный расчет приведет либо к перерасходу энергоносителя, либо – к холоду в доме.

Авария в системе теплоснабжения может привести к еще худшим последствиям. Как не ошибиться, проектируя свою систему – далее в статье.

Критерии выбора

По сути, процесс выбора конкретного вида и типа труб можно разделить на две равноценные части: какие выбрать трубы для отопления по материалу, и затем – какие потребуются диаметры. В принципе, решать эту задачу можно с обоих концов. От пропускной способности трубы и схемы разводки зависит необходимый диаметр, но и трубы разных диаметров из одного материала, а особенно – фитинги к ним, в цене могут различаться в разы.

Поэтому будущий домовладелец должен определиться, что для него имеет первостепенное значение: конечная цена системы, либо – требования к размеру труб.

Рынок материалов

Все существующие трубопроводные системы можно разделить на две большие группы:

Металлические

«Черный» металл
Нержавеющая сталь
Медь, латунь, бронза

Гораздо реже используется оцинкованная сталь, в единичных случаях – титан, алюминий, прочие цветные металлы и сплавы.

Полимерные

Полипропилен
Полиэтилен
Металлопластик

При этом в группе полимеров на самом деле структура гораздо сложнее этой простой классификации. Ведь помимо того, что каждый материал сам по себе имеет по нескольку модификаций, он еще может иметь несколько слоев.

Для это понятно из его названия, но и здесь все не так просто. Это – трехслойный материал из алюминиевой фольги, расположенной между двумя слоями полимера.

Сам же материал – это либо сшитый полиэтилен (PEX), либо – полипропилен (PP), но и в каждом из этих случаев еще существует по нескольку разновидностей, зависящих от способа изготовления пластика и его класса.

Плюсы и минусы

Ни один из материалов не является идеальным, и имеет свои минусы. Однако есть в списке и такие материалы, свойства которых вынуждают их покинуть рынок. Для отопления практически не используется ПВХ из-за низкой предельной температуры эксплуатации.

Недалеко ушел от него, по той же причине, полипропилен. Фактическими кандидатами на то, какие трубы выбрать для отопления, являются:

Металлопластик

Это материал с очень высокими эксплуатационными характеристиками (если имеет надлежащее качество). У него практически самое низкое сопротивление водному потоку. Он прост в монтаже и выдерживает температуры 90-100, а в кратковременных скачках – 110-130 °С, которые в индивидуальных системах отопления практически нереальны.

Дополнительное преимущество – его гибкость. Помимо того, что его можно спрятать в стенах или за мебелью, он позволяет прокладывать длинные бесстыковые участки произвольной формы, с любыми поворотами. Этим не может похвастаться ни один из прочих материалов.

Полиэтилен

Он входит в состав металло пластиковых труб, но в отсутствие фольгированной прослойки теряет важное качество – термическую стабильность.

В результате – при нагревании труба растягивается, в связи с чем требует дополнительных креплений, а на длинных участках – компенсационных петель, которые принимают на себя изгиб трубы при ее вытягивании от воздействия температуры. В остальном же трубы примерно схожи с металлопластиком.

Важная информация!

Перед тем, как определиться, какую трубу выбрать для отопления, следует учесть: не всякий полиэтилен пригоден для этой цели.

Он должен иметь специальный антидиффузионный слой, который предотвращает всасывание атмосферного воздуха.

В противном случае воздух будет скапливаться в системе, создавая шум, нарушая ее эффективность, а иногда – и работоспособность.

Любые виды пластика обладают также еще одним преимуществом: они являются хорошими звукоизоляторами, поэтому практически никогда не шумят.

Медь

— отличное решение, они не уступают металлопластику, и даже – превосходядят его по многим параметрам, и именно медь, когда решается вопрос, какие трубы для отопления выбрать, должна бы стоять на первом месте – особенно по долговечности (до 100 лет).

Однако к сравнительным недостаткам можно отнести его высокую теплопроводность (хотя, например, для «теплого» пола это – даже преимущество) и, главное – высокую цену.

Нержавеющая сталь

Несколько экзотический материал, который предпочитают любители «хромированной» экзотики. Он несколько дешевле меди, однако не имеет ее гибкости и теплопроводности.

Монтаж систем из нержавейки имеет свои особенности и несколько более сложен по сравнению с остальными материалами

Важная информация!

При монтаже систем «теплый» пол, что касается трубы для отопления выбор весьма небогат. Она должна соответствовать двум требованиям: либо не иметь швов в забетонированной части, либо такие швы должны быть соединены пресс-фитингами.

Этим условиям соответствуют лишь медь и металлопластик. Существуют пресс-фитинги и для нержавейки, но, учитывая, сколько их потребуется для укладки всех зигзагов системы – даже медь обойдется в разы дешевле.

Инструментальный вопрос

Если монтировать систему своими руками, не последнюю роль в том вопросе, какую трубу для отопления выбрать, может сыграть необходимый инструмент. Ведь практически каждый из видов труб требует для установки специфического инвентаря, при этом весьма недешевого.

При этом даже если есть пресс-фитинги от какого-либо производителя, не факт, что опрессовщик другой фирмы позволит качественно их обжать. То же самое касается паяльных аппаратов для полиэтилена. А это значит, что, возможно, взять оснастку в аренду не удастся.

Для требуются весьма специфические навыки и четкое знание технологии производства работ, так что браться за эту операцию без соответствующей квалификации специалисты не рекомендуют.

Есть свои нюансы и в сварке полиэтилена. Все эти моменты также следует обдумать и учесть, перед тем, как выбрать трубы для отопления окончательно. В этом смысле наиболее демократичной системой является соединение на разрезных кольцах, его также называют «О-ринг».

Для него не требуется инструментов, кроме пары ключей, желательно разводных, да и все необходимые навыки – умение крутить гайки. Впрочем, из всех видов соединений среди сантехников оно считается наименее надежным. Хотя его несомненный плюс – что его можно считать условно-разборным.

Теплотехнический расчет

Если вопрос, трубы для отопления какие выбрать, в плане материала уже решен, наступает черед расчета их размера.

Он осуществляется на основе следующих параметров:

Выбранной схемы разводки
Коэффициента сопротивления трубы потоку теплоносителя
Внутреннего диаметра трубы
Скорости движения воды в системе
Расчетного охлаждения воды в радиаторах
Диаметров входного и выходного отверстий котла (они всегда одинаковые)
Необходимого для передачи количества тепла

Важная информация!

Теплотехнический расчет – сложная инженерная задача. В случаях сложных систем, с многими радиаторами, или смешанных систем радиатор-теплый пол, проект лучше заказать специалисту, он же подскажет — трубы для отопления как выбрать.

В противном случае, для исправления ошибок потребуется множество сил и средств.

Из приведенного списка следующие показатели являются нормативными:

V — Скорость движения воды в системе – не должна превышать 1,5 м/с
T — Расчетное охлаждение воды (разница на выходе из котла и при возвращении в него) – 15-20 °С
Коэффициент сопротивления – дается производителем
Диаметр входа-выхода котла – заводская характеристика
Q- Необходимое количество тепла – это суммарная мощность радиаторов или системы теплого пола
Расход воды C = 0.86.Q/T

Однако данные, которые можно получить таким путем – пока еще приблизительные, и их корректировка зависит от многих факторов.

Далее система проектируется следующим образом: за стартовую точку принимаются вход-выход котла, диаметра трубы для отопления основывается на правиле, что он не может быть больше, чем соответствующий параметр котла.

Начальный участок, длиной хотя бы полтора метра от выхода, даже в полимерных системах выполняют из металла, и продолжают его соответствующим диаметром до первого ветвления трубопровода.

Важная информация!

В системах отопления все диаметры считаются как внутренние, например труба ф16 мм из металлопластика имеет внутренний диаметр 12 мм.

Поэтому наружные диаметры металлических и полимерных труб заведомо не совпадают!

Далее идет разводка веток трубопровода. Здесь выбор диаметра трубы для отопления зависит от ее длины, но, как правило, каждое следующее ветвление на шаг меньше предыдущего: если из котла вышла центральная труба внутренним диаметром 24 мм и затем разделяется на две ветки, обслуживающие разные группы радиаторов, то диаметр этих веток будет 18 мм.

Они проходят этим диаметром вдоль всех приборов, где к каждому из них идет подключение 12 мм. На последнем приборе ветка заканчивается также трубой ф12 мм. Если приборов много – то их разбивают на большее количество веток, подключенных к центральной трубе. По той же схеме выполняется и подключение трубопровода охлажденной воды, но уже ко входу котла.

Вообще теплотехнический расчет является одним из самых сложных в строительстве, и качественно выполнить его может не каждый дипломированный специалист. Поэтому домохозяину лучше все же выбор трубы для отопления ограничить предпочтительным материалом. Однако, если есть время и желание – всегда можно найти нужные формулы, и постараться разобраться в премудростях теплотехники самостоятельно.

При проектировании системы отопления очень важно не только выбрать материал изготовления труб (сталь, медь, металлопластик, полипропилен и т. д.), но и рассчитать, какой диаметр трубы для отопления потребуется. Данный параметр определяет пропускную способность трубы, показывает, какой объем теплоносителя можно транспортировать через нее в единицу времени. А это, в свою очередь, влияет на «разветвленность» и протяженность трубопровода, а также на количество отопительных радиаторов, которые можно подключить к системе. Кроме того, зная диаметр труб, можно спрогнозировать потери тепла в системе.

Диаметр труб и его влияние на КПД системы отопления

Система отопления функционирует эффективно только тогда, когда проект трубопровода выполнен корректно. На этапе планирования важно рассчитать вероятные теплопотери и попытаться их максимально сократить. Иначе, несмотря на внушительные энергозатраты, отопительная система справляться со своими задачами полноценно не будет.

При покупке труб для необходимо учитывать не только физико-химические характеристики материала, но и то, какой длины и диаметра будет ваш трубопровод. Такой подход позволит создать экономичную систему отопления с высоким КПД.

Сечение труб влияет на гидродинамику трубопровода, поэтому выбор диаметра труб для отопления нельзя проводить бездумно.

Многие думают, что с увеличением диаметра труб отопления растет эффективность самой системы. Но это утверждение ошибочно. При неоправданно большом диаметре давление в системе отопления снижается, достигая минимальных значений, что приводит к отсутствию отопления в доме как такового.

Как подобрать диаметр трубы, если планируется монтаж трубопровода в частном коттедже? В первую очередь ориентируйтесь на то, каким способом теплоноситель будет подаваться в вашу отопительную систему. Если вы подключены к централизованной магистрали, то расчет осуществляется так же, как и при проведении тепла в квартире.

Но если ваш дом оснащен автономной отопительной системой, тут диаметр зависит от материала изготовления труб и от схемы отопления. Например, для сети с естественной циркуляцией теплоносителя понадобятся трубы одного диаметра, а при добавлении в систему насоса – другого.

Нюансы при выборе диаметра труб системы отопления

Описание диаметров труб

При выборе диаметра труб отопления принято ориентироваться на следующие характеристики:

внутренний диаметр – главный параметр, определяющий размер изделий;
вешний диаметр – в зависимости от этого показателя происходит классификация труб:

малый диаметр – от 5 до 102 мм;
средний – от 102 до 406 мм;
большой – более 406 мм.

условный диаметр – значение диаметра, округленное до целых чисел и выражающееся в дюймах (например, 1″, 2″и т. д.), иногда в долях дюйма (например, 3/4″).

Увеличенный или малый диаметр

Если вас интересует, как рассчитать диаметр трубы отопления, обратите внимание на наши рекомендации. Наружное и внутреннее сечение трубы будут отличаться на величину, равную толщине стенки этой трубы. Причем толщина разнится в зависимости от материала изготовления изделий.

Профессионалы полагают, что при монтаже принудительной системы отопления диаметр труб должен быть как можно более малым. И это неспроста:

чем меньше диаметр пластиковых труб для системы отопления, тем меньшее количество теплоносителя нужно нагревать (экономия времени на нагрев и денег на энергоносители);
с уменьшением сечения труб замедляется скорость движения воды в системе;
трубы малого диаметра проще монтировать;
трубопроводы из труб небольших диаметров являются экономически более выгодными.

Однако это не означает, что нужно вопреки проекту отопительной системы приобретать трубы диаметром меньшим, чем получился у при расчете. Если трубы будут чересчур малы, это сделает работу системы шумной и малоэффективной.

Существуют конкретные значения, описывающие идеальную скорость движения теплоносителя в системе отопления – это интервал от 0,3 до 0,7 м/с. Советуем равняться именно на них.

Расчет диаметра труб отопления

Чтобы понять, как работать с таблицей диаметров и как выбрать диаметр труб при проведении отопительного трубопровода, рассмотрим типовой расчет для комнаты площадью 20 м 2:

Сначала выясняем, какое количество тепловой мощности требуется для обогрева того или иного помещения в доме. Для каждых 10 м 2 площади (при условии, что стены утеплены, а высота потолка – не более 3 м) необходим 1 кВт тепловой мощности.
В нашем случае – это 20 м 2 , следовательно, 2 кВт.
Прибавляем 20 %-ный запас, имеем в итоге 2,4 кВт. Значит, для создания комфортных температурных условий в такой комнате нужно обеспечить отопление мощностью 2,4 кВт. Провести описанные вычисления вы может при помощи
1. По таблице внутренних диаметров труб находим значение мощности 2,4 кВт (2400 Вт), затем смотрим верхнее значение теплового потока. В зоне, выделенной голубым цветом, представлена оптимальная скорость движения жидкости в системе отопления, о которой упоминалось в нашей статье ранее. Стоит отметить, что в представленной таблице указаны значения всех параметров для двухтрубной отопительной системы, с учетом разницы температур жидкости на входе в трубопровод и на выходе.
Итак, подытожим работу с таблицей. Для обогрева помещения 20 м 2 подходит труба сечением 8 мм. При этом скорость движения теплоносителя составит 0,6 м/с, его расход – 105 кг/ч, а тепловая мощность – 2453 Вт. Допускается применение 10-мм труб, тогда скорость движения будет равна 0,4 м/с, расход 110 кг/ч, а тепловой поток – 2555 Вт.

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.

Статьи по теме:

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:

Свойства движимой жидкости (теплоносителя).
Материал труб.
Скорость потока.
Пропускное сечение или диаметр труб.
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

Труба	Расход м3/час	Скорость м/с	Потери 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:

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

H = λ(L/D)(V2/2g),

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:

D = √354 (0,86 Q/∆dt)/V,

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.

Поэтому в частных домах с естественной циркуляцией первой задачей является разработка оптимальной схемы отопления, при которой выбирается минимальная длина контура и расстояние от котла до радиаторов. По этой причине в домах с большой жилой площадью рекомендуют устанавливать насос.
Юлия Петриченко, эксперт

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:

Δpt= h g (ρот – ρпт),

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.

Экспертиза - инженер-сметчик

Спросить эксперта

Диаметр трубы для отопления с принудительной циркуляцией, с естественной циркуляцией: какой диаметр выбрать, формула расчета — версия для печати

Еще перед строительством дома важно определиться с видом отопления и смонтировать его так, чтобы не допускать ошибок. Иначе не серьезный подход может в будущем негативно отразиться на его функционировании.

Чтобы исключить деформацию материала, порывы и протечки нужно . Такой параметр выбирается или рассчитывается, при учете целого ряда факторов.

Чтобы выбрать подходящие элементы для монтажа отопительной системы необходимо решить, как будет циркулировать теплоноситель. При отдельном отоплении нужно учесть ее вид, схему конструкции и прокладку.

Выбор составляющих

Сегодня строительный рынок предлагает широкий выбор образцов из различных материалов:

стальные трубы сегодня очень редко используются при прокладке. Они являются ненадежными, так как подвержены коррозии, разрывам при воздействии высоких температур;
при ремонтных работах, но при этом они являются самыми дорогими из всех;
полимерные изделия. В этот и . Такой выбор сантехники считают самым разумным относительно соотношения цена-качество.

Выбрать необходимые элементы не сложно, если изучить маркировку, где отмечено допустимое давление и температура теплоносителя.

Важность грамотного подбора трубы

Основывать выбор нужно не только на свойствах материала, а также определить правильный диаметр труб для отопительной системы в частном доме. От этого будет зависеть гидродинамика отопления, ее экономичность и эффективное функционирование.

Частые ошибки . Если сечение образцов больше чем нужно это вернее всего приведет к снижению давления, вода перестает нормально циркулировать и обогрев помещения на порядок снизится. Используя составляющие меньшего сечения, чем требуется, система начнет издавать неприятные шумы.

Выбрать все составляющие для прокладки отопления частного дома будет проще, если учесть тот факт, что разные материалы предполагают разный замер сечения.

Образцы из чугуна и стали измеряются по внутреннему диаметру, а пластиковые и медные по наружному. Этот момент является очень важным, если планируется монтировать комбинированное отопление.

При использовании составляющих из разных материалов, чтобы избежать ошибок, самым лучшим и правильным решением станет воспользоваться данными из таблицы соответствия диаметров, которая представлена на нашем сайте.

Основные параметры и расчет диаметра

Есть три основных диаметра, которые нужно учитывать. А именно:

внутренний . Учитывается как показатель пропускной способности теплоносителя;
внешний . Важный показатель, влияющий на качество монтажа отопительной схемы;

условный . Стандартное значение, которое округляется и отображается в дюймах.

При вычислении диаметра трубы отопления стоит помнить о шкале измерения данной величины.

В основном этот показатель указывается в дюймах и обозначается в целых числах или долях.

Чтоб не ошибиться при расчете, нужно знать, что дюйм приравнивается к 2,54 см.

Расчет подходящего диаметра

При определении диаметра сечения обязательно нужно знать о тепловой нагрузке. Считается, что для обогрева «одного квадрата» стандартного помещения потребуется использовать 100 Вт тепловой энергии. Учитывая это, проводим следующие расчеты:

25х100 = 2500 Вт = 2,5 кВт

Таким образом для создания тепла в помещении 25 квадратов потребуется использовать 2,5 кВт. После этого по таблице определяется, какой диаметр трубы для отопления частного дома станет оптимальным.

Температурный режим при этом можно поддерживать, используя терморегуляторы. Если «квадратура» дома не превышает сотни, то однотрубная конструкция с естественным потоком теплоносителя вполне справится с обогревом всех комнат.
Если подытожить всю вышеизложенную информацию можно уверенно сказать, что во время проектирования отопительной системы и ее монтажа необходимо учитывать каждую мелочь.
Даже минимальная ошибка может отразиться на эффективности работы конструкции.

Чтобы исключить всевозможные неточности лучше доверить проектирование и разводку любой отопительной системы профессионалам, которые правильно подберут диаметр трубы для отопления частного дома, а так же проведут все необходимые расчеты.

Приветствую, камрады! Знаете ли вы, какой диаметр трубы нужен для отопления частного дома? Если вас заинтересовал заголовок статьи, то, вероятно, не знаете. Я собираюсь исправить этот недочет и познакомить вас с предельно простыми и понятными схемами расчетов системы отопления. Итак, в путь.

Шаг за шагом

Чтобы вычислить размер труб на разных участках отопительной системы, нужно знать:

Потребность в тепле всего дома . Она определяет мощность котла или другого источника тепла и диаметр розлива на входе и выходе из его теплообменника;
Тепловую нагрузку на отдельные участки контура . Она складывается из суммарной мощности отопительных приборов и определяется теплопотерями отапливаемого помещения или группы помещений.

Вычисляем мощность котла

Простая схема

Советские СНиПы полувековой давности предлагали рассчитывать тепловую мощность системы отопления, исходя из нормы в 100 ватт на квадратный метр. Скажем, дому площадью 150 м2 нужен источник тепла мощностью 150х100=15000 ватт, или 15 кВт. Точка.

Схема понятна, проста и… дает огромные погрешности. Дело в том, что она полностью игнорирует ряд факторов, очень сильно влияющих на теплопотери:

Высоту потолка . В квартирах домов постройки 60-90 годов 20 века она была типовой - 2,5 метра. В коттеджах же можно встретить разброс от 2,4 до 4 и более метров. Между тем с увеличением высоты потолка увеличиваются отапливаемый объем, площадь стен (через которые теряется тепло) и, соответственно, растут затраты энергии на обогрев;

Качество утепления стен . Здание из газобетона с внешним утеплением пенопластом или минеральной ватой будет терять куда меньше тепла, чем дачный домик со стенами в один ;

Когда создавался СНиП, предлагающий рассчитывать отопление по норме 100 Вт/м 2 , стандартом де-факто были типичные для домов сталинской постройки кирпичные стены толщиной в 2 кирпича (с учетом толщины кладочных швов - 51-52 сантиметра).

Площадь и структуру остекления . Через окна в общем случае теряется намного больше тепла, чем через стены, поэтому, чем больше их площадь - тем больше тепла нужно для обогрева. При этом окна могут сильно различаться теплопроводностью: тройной энергосберегающий стеклопакет пропускает в 8-10 раз меньше тепла, чем одиночное остекление;
Климатические условия . При неизменном качестве утепления теплопотери прямо пропорциональны разнице температуры между домом, который мы отапливаем, и наружным воздухом. При +20 в доме расход тепла в 0 °С и -40 °С на улице будут различаться ровно в три раза. Нормативы СНиП, верные для европейской части России, в равной степени непригодны для теплых и холодных регионов.

Точная схема

Как учесть все переменные при проектировании отопительной системы коттеджа?

Очень просто. В расчетах нужно учесть:

Объем отапливаемого помещения. Он равен произведению отапливаемой площади на высоту потолка;
Качество утепления стен и теплопотери через окна;

Максимальную разницу температуры с улицей.

Формула для расчета имеет вид Q=V*K*Dt/860. В ней:

Q - рассчитываемая мощность (кВт);
V - объем дома или отдельного помещения, которое нам предстоит отапливать (м3);
K - коэффициент рассеивания тепла, определяющийся качеством утепления стен и структурой остекления окон;
Dt - разница между температурой в доме (в расчетах ее принимают соответствующей санитарным нормам) и нижним пиком зимних температур (читай - температурой пяти самых холодных дней самого холодного месяца).

Подчеркиваю: в расчетах учитывается температура самой холодной пятидневки, а не абсолютный минимум температуры. Экстремальные заморозки случаются с периодичностью раз в несколько десятилетий, и закладывать их в проект, мягко говоря, накладно.

Где взять значения санитарных норм и зимних минимумов температуры?

С первым параметром все просто: он равен +18 °С в регионах со средним минимумом зимней температуры выше -31 градуса и +20 °С в более холодной климатической зоне.

Источником информации о температурах самых холодных пятидневок для разных регионов страны для вас может стать СНиП 23-01-99, посвященный строительной климатологии. Если вам не хочется рыться в нормативной документации - просто найдите свой город на карте строкой ниже.

Чему равен коэффициент теплопотерь?

Он подбирается из следующих диапазонов значений:

Изображение	Коэффициент и описание постройки
	0,6-0,9 : утепленный фасад, тройные и/или энергосберегающие окна.
	1-1,9 : стены в 2 кирпича и двойные стеклопакеты.
	2-2,9 : стены - 25 см кирпичной кладки или 10 см бруса, окна - с одиночным остеклением.
	3-4 : постройка с металлическими стенами без утепления.

Давайте еще раз своими руками рассчитаем суммарную мощность отопительной системы для дома площадью 150 квадратов, уточнив ряд дополнительных параметров:

Дом расположен в Севастополе (температура самых холодных пяти дней зимы - -14 градусов);
Его стены сложены из инкерманского камня (местной осадочной породы с хорошими теплоизолирующими качествами) и имеют толщину 40 см;
Высота потолка - 3,2 метра;
Окна - пластиковые, с однокамерными стеклопакетами.

Приступим к расчету.

Объем помещения равен 150х3,2=480 кубометров.

Коэффициент утепления с учетом крайне низкой теплопроводности инкерманского камня принимаем равным единице (1,0).

Дельта температур между домом и улицей равна 20 — -14 = 34 °С.

Подставляем значения в формулу : Q = 480*1*34/860 =19 (с округлением) киловатт.

Вычисляем мощность отдельного контура

Тепловая нагрузка на каждом отдельном участке контура отопления равна сумме значений мощности подключенных к нему отопительных приборов. Если в комнате стоит два радиатора по 1,5 кВт каждый, то она создает нагрузку на контур, равную 1,5+1,5=3 киловаттам.

Суммарная мощность всех отопительных приборов в доме должна быть равной номинальной мощности котла или незначительно превышать ее.

Где взять информацию о мощности приборов?

Для панельных, пластинчатых радиаторов и конвекторов - только в сопроводительной документации или на официальном сайте производителя.

В случае секционных радиаторов можно использовать в расчетах следующие значения мощности на одну секцию:

Изображение	Тип радиатора и номинальная тепловая мощность секции
	Чугунный : 140-160 Вт.
	Биметаллический : 180-190 Вт.
	Алюминиевый : 200-210 Вт.

Как всегда, есть нюанс. Производители указывают мощность для вполне конкретного режима работы - для дельты температуры между поверхностью радиатора и окружающим воздухом в 70 градусов.

На практике этот режим достижим только в системе центрального отопления и только в пик холодов: при температуре на подаче отопления 95 °С ближние к элеваторному узлу батареи могут нагреться до 90 градусов при температуре воздуха в квартирах 20 °С.

Фактическая тепловая мощность секции будет уменьшаться пропорционально разнице температур между отапливаемым помещением и . При +60 на поверхности радиатора и +25 в комнате дельта температур будет равна 35 градусам, а тепловая мощность каждой секции упадет относительно номинальной ровно вдвое.

Расчет диаметра розлива и подводок к радиаторам выполняется для самой высокой температуры теплоносителя, с которой планируется эксплуатировать отопительную систему, и минимальной температуры в помещении. В этом случае в проект закладывается максимально возможная тепловая нагрузка.

Давайте разберем расчет нагрузки на отдельный отопительный контур на примере.

Дано :

Комната отапливается двумя радиаторами с номинальной мощностью 1,5 кВт каждый;
Система отопления будет работать с температурой подачи 75 градусов;
Воздух в комнате может остывать до +18 °С.

Дельта температур равна 75-18=57 °С, или 57/70=0,81 от той, при которой радиатор отдает номинальную мощность.

Фактическая мощность радиаторов (то есть максимальная тепловая нагрузка на контур) равна 3*0,81=2,43.

Вычисляем диаметр трубы

На расчетный диаметр труб для системы отопления оказывают влияние два параметра:

, которую мы только что научились рассчитывать;

Скорость теплоносителя в контуре. Чем быстрее он движется, тем больше тепла переносится за единицу времени при неизменном внутреннем сечении трубы.

В системе с циркуляционным насосом выгоднее не увеличивать диаметр розлива и подводок, а ускорить циркуляцию, поставив более производительный насос. Цена погонного метра трубы при росте диаметра увеличивается нелинейно, поэтому ставить толстые трубы накладно.

Однако здесь есть ограничивающий фактор - гидравлические шумы. При скорости свыше 0,7 м/с появляется шум на дросселях, а при 1,5 м/с и выше - на поворотах и фитинговых соединениях. Поэтому в расчеты закладывается скорость циркуляции в 0,4-0,6 м/с.

Внутренний диаметр трубы рассчитывается по формуле D=√354*(0,86*Q/Dt)/V. В ней:

D - искомый диаметр (мм);
Dt - разница температур на входе и выходе контура (°С);

Типичный перепад температуры между подачей и обраткой в автономном контуре - 20 градусов.

V - скорость теплоносителя (м/с).

Так, при мощности котла 12 кВт, дельте температур 20 градусов и скорости воды в контуре 0,6 м/с минимальный внутренний диаметр розлива равен √354*(0,86*12/20)/0,6=17,4 мм.

У стальной трубы ее номинальный размер (ДУ, или DN) примерно равен внутреннему диаметру. С учетом реальной линейки размеров внутреннему диаметру 17,4 мм соответствует водогазопроводная труба ДУ 20.

Для подводок к радиаторам и небольших отопительных контуров трудно рассчитать перепад температуры между подачей и обраткой. В этом случае проще подобрать размеры труб по таблице:

В частных домах монтаж системы отопления чаще выполняется не стальными трубами, а пластиковыми и металлопластиковыми. Причина - более низкая цена погонного метра полипропиленовых или металлополимерных труб по сравнению со стальными. Эти изделия используют другую систему обозначений размера: для них указывается внешний диаметр.

На пропускную способность розлива или подводки влияет только внутреннее сечение трубы. Чтобы рассчитать внутренний диаметр, отнимите от наружного диаметра две толщины стенки. Оба параметра всегда указываются в маркировке.

Пример : нам нужна труба с внутренним диаметром 17,4 мм. Стенка армированной полипропиленовой трубы размера 25 мм имеет толщину 3,2 мм. Внутренний диаметр трубы равен 25-(3,2*2)=18,6 мм.

Вердикт : подходит.

Особый случай

Гравитационная отопительная система имеет пару особенностей:

Избыточное давление в системе отсутствует . Контур сообщается с атмосферой через открытый расширительный бачок;
Вместо насоса теплоноситель приводится в движение естественной конвекцией : нагретая котлом вода вытесняется в верхнюю точку отопительного розлива и возвращается к котлу через розлив самотеком, по пути отдавая тепло батареям.

Достоинства гравитационной схемы отопления - полная энергонезависимость и абсолютная безопасность. Закипевшая в теплообменнике котла вода не вызовет его взрыв: пар покинет контур через открытый расширительный бак.

Оборотная сторона достоинств естественной циркуляции - минимальный гидравлический напор в контуре. Последствия низкого напора - медленная циркуляция воды и неравномерный нагрев радиаторов.

Чтобы компенсировать низкий напор, нужно уменьшить до минимума гидравлическое сопротивление розлива.

Как это сделать?

Инструкция очевидна: надо увеличить его диаметр. Потеря напора в трубе обратно пропорциональна ее внутреннему сечению.

Внутренний диаметр отопительного розлива в гравитационной системе не должен быть меньше 32-40 миллиметров.

Заключение

Надеюсь, что этот материал поможет читателю в проектировании собственной отопительной системы. Узнать больше о методиках расчета отопления вам поможет видео в этой статье. Жду ваших дополнений к ней. Успехов, камрады!