Большое количество данных и сложные формулы не всегда подходят для расчета диаметра труб и прокладки сети. Существуют другие методы определения размеров труб, которые можно использовать при монтаже отопления. В настоящее время для расчета используются следующие методы:
Какой диаметр труб из полипропилена для отопления выбрать
При планировании и монтаже системы отопления всегда возникает вопрос о том, какой диаметр трубы выбрать. Диаметр — и, соответственно, скорость потока — труб важен, поскольку скорость теплоносителя должна поддерживаться в рекомендуемом специалистами диапазоне 0,4-0,6 метра в секунду. К радиаторам должно подводиться нужное количество энергии (количество теплоносителя).
Известно, что при скорости менее 0,2 м/с происходит застой воздуха. Скорость более 0,7 м/с не следует использовать из соображений энергосбережения, так как сопротивление движению жидкости становится значительным (прямо пропорционально квадрату скорости), а также представляет собой нижний предел шумообразования в трубах малого диаметра.
Какой тип трубопровода выбрать
Сегодня для отопления все чаще используются полипропиленовые трубы, которые имеют недостатки в виде трудностей в обеспечении качества соединений и значительного теплового расширения, но чрезвычайно дешевы и просты в монтаже, что часто является решающим фактором.
Какие трубы следует использовать для системы отопления? Полипропиленовые трубы делятся на различные типы, каждый из которых имеет свои технические характеристики и предназначен для различных условий. Для систем отопления подходят типы PN25 (PN30), которые выдерживают рабочее давление в 2,5 атмосферы при температуре жидкости до 120 градусов Цельсия. С.
Данные по толщине стенок приведены в таблицах. В настоящее время для отопления используются полипропиленовые трубы, армированные алюминиевой фольгой или стекловолокном. Армирование предотвращает сильное расширение материала при нагревании.
Многие специалисты предпочитают трубы, которые изнутри также армированы стекловолокном. Такие трубы в последнее время получили наибольшее распространение в частных системах отопления.
Вопросы подбора диаметра отопительного трубопровода
Трубы выпускаются стандартных диаметров, из которых можно выбирать. Для выбора диаметров труб для бытовых систем отопления разработаны стандартные решения, которые в 99 % случаев можно использовать в качестве ориентира для оптимального выбора нужного диаметра без необходимости гидравлического расчета.
Типичные наружные диаметры полипропиленовых труб составляют 16, 20, 25, 32, 40 мм. Соответствующие внутренние диаметры труб PN25 составляют 10,6, 13,2, 16,6, 21,2 и 26,6 мм соответственно.
Более подробная информация о наружных диаметрах, внутренних диаметрах и толщине стенок полипропиленовых труб приведена в таблице ниже.
Что учитывать при выборе труб отопления?
Не существует труб, которые одинаково подходят для всех и одинаково хорошо работают во всех помещениях. При выборе лучших труб для отопления, то есть самых лучших и подходящих для конкретных условий, необходимо учитывать следующие 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 свойства труб зависят от материала, из которого они изготовлены — это самый важный параметр, который необходимо учитывать при выборе.
Материал труб отопления: основные виды
В жилых домах используются следующие типы отопительных труб:
- стальные;
- из нержавеющей стали;
- медные;
- полиэтиленовые;
- полипропиленовые;
- металлопластиковые.
Некоторые из них (стальные) уже устарели, другие (полипропиленовые) только выходят на рынок, но все перечисленные виды труб производятся и используются сегодня, так как системы отопления очень разные и требуют индивидуального проектирования.
Стальные трубы для отопления
Еще некоторое время назад стальные трубы были самым популярным и практически единственным выбором для организации систем отопления. Со временем появились замечательные альтернативы, но стальные трубы по-прежнему устанавливаются, хотя и в основном в частных домах. Они изготавливаются из высококачественной углеродистой стали.
Их основные преимущества:
- 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.
Недостатки: Недостатки: стальные трубы не очень прочны и не очень долговечны:
- 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.
Необходимый диаметр труб для разных систем отопления
Стальные трубы не очень долговечны и не очень прочны.
Для каждой системы отопления трубы имеют индивидуальные размеры и подбираются в соответствии с их техническими параметрами. На практике правильный выбор диаметра предотвращает возникновение различных технических неисправностей и повышает безопасность и надежность всей системы отопления. Это следует учитывать и не пренебрегать данным условием. Давайте рассмотрим, где и какой диаметр является оптимальным.
Диаметры труб для каждой системы отопления определяются практическим путем. К выбору диаметра следует отнестись максимально серьезно, так как хороший выбор позволит залить цементный раствор, обеспечить проход через стены, не помешает установке циркуляционных насосов и так далее.
Размер труб для котлов
Общий диаметр котла труб отопления частного дома является основой всей системы отопления. В этом случае труба прокладывается от начала котла до самого коллектора отопления.
Существуют различные типы котлов:
При использовании напольного котла диаметр трубы должен соответствовать диаметру выходного отверстия котла. Обычно это 20-32 мм. Для настенного котла рекомендуемый диаметр полипропиленовой трубы — 25 или 20 для металлопластиковых труб. Соединяет котел и коллектор
Коллектор рекомендуется соединять трубой диаметром 40, независимо от диаметра трубы, подключенной к котлу. Это объясняется тем, что диаметр коллектора должен быть больше, чем размер труб, идущих от него. Это важное правило монтажа, которое многократно повышает эффективность.
Размеры труб для схем отопления
Сегодня существует несколько типов систем отопления.
- Однотрубная система отопления «Ленинградка»;
- Двухтрубная система отопления;
- Коллекторная лучевая разводка системы отопления.
Однотрубная система отопления «Ленинградка»
Отопление ленинградки с одной трубой ограничено по количеству радиаторов. Наличие восьми радиаторов является оптимальным и рекомендуется для монтажа с одной веткой. В этом случае требуется одно применение:
- полипропиленовой трубы, имеющей диаметр 32;
- трубы из металлопластика и стали, имеющей диаметр 26 (на выбор из этих двух).
Для частной системы отопления с восемью радиаторами вполне достаточно трубы диаметром 32, так как перепад температуры от первого до последнего радиатора не так велик.
Практика показывает, что если использовать трубу меньшего диаметра (например, 25 мм), то при сильном падении температуры заменить ее впоследствии не представляется возможным. Труба диаметром 25 мм стоит дешевле, но последствия монтажа гораздо серьезнее. За небольшую экономию в 2-3 тысячи рупий вы можете понести гораздо больший ущерб. Если вы заинтересованы в экономии денег, лучше купить более дешевые краны, подходящие к радиаторам. Они всегда находятся на видном месте и могут быть легко заменены.
Наиболее важные моменты при монтаже однотрубной системы отопления:
- основной стояк на Ленинградке – труба, имеющая размер 32 мм ППР или на размер меньше для стальной и металлопластиковой трубы;
- подъемы к радиаторам делают 20 трубой;
К стоякам крепится тройник (32*20*32). Если труба изготовлена из металлопластика, то тройник должен иметь характеристики 26*16*26 (этих размеров достаточно для хорошего обогрева заводских радиаторов). Устанавливайте тройники и заглушки посекундно, это позволит более эффективно распределить тепло.
Двухтрубная система отопления
В двухтрубной системе отопления в одноквартирном доме подача и обратка уже разделены. Если количество радиаторов не превышает восьми (оптимальное количество для одноэтажного дома), используется полипропиленовая труба толщиной 25 мм или металлопластиковая труба толщиной 20 мм. В двухтрубной системе отопления происходит разделение потоков, поэтому использовать толстые трубы не имеет смысла. Кроме того, две 25-миллиметровые трубы более плотно укладываются в цементный раствор. Если радиаторов больше восьми, то лучше установить в контур 32-миллиметровую трубу.
Наиболее важные моменты при монтаже двухтрубной системы отопления
- основной лежак оформляется 25-диаметровой трубой;
- подъемы к радиаторам следует оформлять трубой, имеющей диаметр 20;
- в случае металлопластика основной лежак оформляется 20-диаметровой, а подъемы можно сделать 16-диаметровой трубой.
Влияние размера труб на работу отопления
Для достижения наилучшей производительности системы отопления фитинги должны быть правильного размера. Нежелательно и неэкономично устанавливать слишком большие системы.
- 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.
Установка слишком тонких моделей также нежелательна:
- 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 компонентов позволяет системе отопления работать бесперебойно и с максимальной эффективностью.
Подбор диаметра трубы для отопления по таблицам
Существуют таблицы, позволяющие подобрать элементы для каждой части системы отопления. Чтобы воспользоваться ими, необходимо рассчитать тепловую нагрузку (количество тепла, которое должна отдать система отопления) и определить оптимальный расход теплоносителя, который в таблице обозначен розовым и зеленым цветом.
Таблица 5
Определение оптимальной скорости движения теплоносителя
Максимальные расходы воды в отопительных контурах приведены в приложении Г СНиП 41-01-2003. В документе они связаны с уровнем шума по уважительной причине — если расход теплоносителя слишком быстрый, радиаторы будут шуметь и урчать.
Таблица 6
При увеличении скорости потока гидравлическое сопротивление увеличивается и находится в квадратичной зависимости от нее. Например, увеличение скорости на 0,5 м/с автоматически увеличивает сопротивление на 0,52 м/с или 0,25 м/с. Поэтому нежелательно превышать рекомендуемую скорость.
Оптимальная скорость для больших ответвлений от котла составляет 1 м/с. В небольших ответвлениях вода течет медленнее. Оптимальные значения для труб вне котла с различными диаметрами отмечены оранжевым цветом в таблице 5.
Расчет тепловой эффективности системы
Для адекватного обогрева одного квадратного метра необходимо 100 Вт тепловой энергии. Так, например, для обогрева здания площадью 150 м2 необходимо следующее
150×100 = 15000 Вт — это количество, которое должна обеспечить установленная система отопления.
Этот расчет подходит только для зданий с высотой потолка 2,6 м или менее, построенных в Средней полосе и имеющих две кирпичные стены. В противном случае применяется поправочный коэффициент, который увеличивает или уменьшает значение
Таблица 7
| Коэффициент | Поправочный коэффициент |
|---|---|
| Высота потолка более 2,5м | 1,1 |
| Южные регионы | 0,7-0,9 |
| Северные и сибирские регионы | 1,5 |
| Крайний Север и высокогорье | 2,0 |
| Очень качественное утепление дома | 0,7-0,9 |
| Частичное утепление при кладке в два кирпича | 1,0-1,7 |
| Неутепленные здания в один кирпич | 1,9-2,9 |
| Сборно-щитовые неутепленные дома и времянки | До 4,0 |
В этих случаях используется формула для расчета оптимальной теплоемкости системы:
Q= S *100x S *100x K1*K2*K3,
Где Q — количество тепла, необходимое для отопления,
S — площадь обогреваемого пола,
K1, K2, K3 — поправочные коэффициенты.
Например, нам нужно рассчитать количество тепла, необходимое для отопления дома площадью 150 м2 с потолками высотой 3 м в центре Сибири. Здание очень хорошо изолировано.
Подставьте данные в формулу:
150x100x1,5×1,1 x 0,7 = 17325 Вт.
Если в нашем воображаемом доме система отопления состоит из двух равных ветвей, то число делится на два.
17325/2 = 8662,5 кВт — на каждую ветку.
Теперь обратимся к таблице 5 для выбора оптимального расхода — там мы ищем тепловую нагрузку с наиболее близкими параметрами.
Расчет сечения труб для отопления по формуле
Оптимальный внутренний диаметр труб рассчитывается 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;
Для того чтобы произвести необходимые расчеты, мы должны сначала определить значения, которые будут подставляться 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
| Выбор скорости для раздающих веток (не котловая ветка) | |
| Мощность, Вт | Скорость, м/сек. |
| 3200 | 0,34 |
| 5700 | 0,39 |
| 10800 | 0,48 |
| 22600 | 0,56 |
| 44000 | 0,67 |
Теперь определите разницу между подачей и обраткой T-flow-Tobr для подстановки в формулу: Опыт показывает, что оптимальная разница температур между двумя контурами должна составлять 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.
Фактические значения температуры в рабочем контуре подачи и обратки можно легко определить, применив обычный термометр и прибавив к значениям 1-2 градуса. Если разница больше или меньше 20 градусов, используйте ее в качестве основы для своих расчетов.
Давайте рассчитаем диаметр трубы для отопления дома мощностью 30 кВт с температурой подачи 90 градусов и температурой обратки 70 градусов. Скорость теплоносителя составляет 1 м/с. Подставьте полученные данные в формулу:
Это внутренний диаметр. Теперь определим внешний диаметр. Предположим, что система, для которой производится тепловой расчет, выполнена из полипропиленовых труб. Найдем ближайшие значения по таблице 2 для соотношения внутреннего и внешнего диаметров. Поскольку давление в системе отопления одноквартирного дома невысокое, достаточно труб PN10 или PN20 с наружным диаметром 32 мм, рассчитанных на 10 или 20 атмосфер.
Та же система используется для расчета трубопроводов для отдельных ветвей отопления. В этом случае добавляется площадь помещений, в которых они будут установлены. Расчет может быть основан на общем количестве тепла, поставляемого радиаторами.
z. Например, нам нужно рассчитать диаметр ветки с тремя радиаторами общей мощностью 3240 Вт или 3,24 Вт при разнице температур в 20 градусов.
Определяем скорость по таблице 8 — в нашем случае она составляет 0,34 м/с.
Подставьте данные в формулу:
Нам нужно начертить шланг с внутренним диаметром 12 мм. Если такого нет в продаже, выбираем ближайший диаметр в зависимости от материала, используя таблицы 2, 3 или 4. Например, для полипропилена это будет фитинг PN20 с внутренним диаметром 13,2 мм и внешним диаметром 20 мм.
Какие трубы устанавливаются в доме
Что необходимо для циркуляции теплоносителя с оптимальной скоростью? Не так много, просто следуйте рекомендациям монтажника системы отопления при подключении радиаторов и прокладке труб.
Например, поскольку большинство систем монтируется с использованием полипропиленовых труб, а в их маркировке указан наружный диаметр, стоит это учесть:
- Подключение одного отдельного или максимум двух отдельных радиаторов делается трубой 16 мм;
- Ответвления одного мощного, до 7 кВт или нескольких небольших по мощности приборов по 1,2-2,0 кВт каждый, но не более 5 штук в крыле можно использовать пластиковую трубу 20 мм;
- Труба 25 мм применима, как для группового подключения батарей, так и для прокладки магистрали. Она может соединить один-два мощных радиатора до 15 кВт или до 7-8 небольших, суммарной мощностью 11-12 кВт. Она применяется для отдельных ответвлений или направлений;
- Трубы 32 мм используется в качестве основной магистрали для отдельного объекта – здания или этажа. К ней подключаются до 12 штук батарей мощностью 19-20 кВт.
- К трубам диаметром 40 мм подключаются до 20 отопительных приборов суммарной мощностью 30 кВт.
Еще один фактор, который необходимо учитывать при расчетах, — гидравлическое сопротивление. В одноэтажном доме это не обязательно изгибы и повороты; даже при прямых трубах давление в них может отличаться на разных участках. Кроме того, в радиаторах могут образовываться воздушные пробки. Это связано с тем, что они просто не проталкиваются давлением жидкости. Поэтому при выборе диаметра труб учитывают также установку нагнетательных насосов. Они поддерживают необходимую скорость теплоносителя и компенсируют гидравлическое сопротивление.
Например, для здания с площадью обогрева 150-180 квадратных метров для компенсации сопротивления воды и поддержания давления подойдет насос мощностью 25-40 Вт. Он обеспечивает напор до 0,4 атмосферы. Для площади до 300 метров устанавливается насос мощностью 45-60 Вт с напором 0,6 атмосферы.
Материалы и типы трубы для отопления
Правильный выбор труб влияет на многие эксплуатационные характеристики системы. Это, разумеется, от теплопроизводительности до энергопотребления. Необходимо также учитывать тепловые потери системы. Они напрямую зависят от того, из какого материала изготовлены трубы.
Наиболее часто используемыми трубами сегодня являются:
- Трубы из различных видов стали;
- Полипропиленовые;
- Медные.
До недавнего времени сталь была единственным доступным материалом для труб. Сегодня стальные трубы, хотя и считаются самыми прочными и надежными, используются в основном в открытых системах. Однако, несмотря на широкое распространение продукции pale tte в неглубоком строительстве используются в основном трубы малого и среднего диаметра. А размеры свыше 100 мм в основном используются для строительства регистров, а не сетей.
Сталь используется в двух вариантах — стандартный вариант из черного металла и вариант из нержавеющей стали. Сегодня сталь используется меньше. Во-первых, все чаще используются закрытые системы вместо открытых. С другой стороны, для монтажа требуется специальное оборудование и квалифицированный сварщик. Стальные трубы в основном используются в малых диаметрах. Однако это, в свою очередь, влечет за собой другие проблемы. Например, высокий коэффициент гидравлического сопротивления при сварке приводит к образованию нахлестов и сужений внутри, которые невозможно устранить.
Полимерные трубы
В связи с растущей доступностью и простотой использования пластиковые трубы постепенно вытесняют стальные. На этот материал многие производители дают гарантию целостности труб в течение 15 лет, а соединений — почти 20 лет. Для сварки не требуется специальных знаний, достаточно иметь специальный паяльник и 2-3 видеоролика с инструкциями. Но у материала есть и свои недостатки. Первый — это небольшой ассортимент продукции. Для сварки отопления в частном доме используются трубы диаметром не более 75 мм. Второй недостаток — правильный выбор материала. Трубы часто бывают тонкостенными, их толщина зачастую составляет всего 2,2-2,3 мм, что явно маловато для закрытого контура отопления с напором в 1,2-1,4 бар. Третий момент — это особенность самого материала. Он не такой жесткий, как металл, поэтому его обычно избегают использовать в двухэтажных домах.
Медные трубопроводы отопления
Медные трубы для отопления в недавнем прошлом не пользовались большой популярностью, поскольку это очень сложный материал для работы. В отличие от стали и полипропилена, медь поддается сварке, и не каждый сварщик знает, как правильно это сделать. Но медь, безусловно, является одним из лучших материалов для отопления. Она очень хорошо нагревается, она податлива, и даже если вода замерзнет, проводник не порвется сразу, медь податлива и может растягиваться под давлением воды. С другой стороны, медь — очень агрессивный металл. Когда она вступает в контакт с алюминием, он начинает окисляться, и начинается процесс коррозии. Кроме того, она очень дорогая по сравнению с другими материалами.
Прокладка и соединение полипропиленовых труб
Особенностью определения размеров полипропиленовых труб является то, что внешние размеры трубы должны быть указаны в чертежах. Перед укладкой рассчитываются все точки сварки и, по возможности, уменьшается количество изгибов и поворотов. Если уменьшить количество изгибов не представляется возможным, то осуществляется, например, обход вертикальной трубы с помощью элемента специальной формы. Стоит отметить, что пластиковые системы из полипропилена имеют большое количество отдельных элементов, способных удовлетворить любые требования и обеспечить выполнение всех поставленных задач. При сварке переходов с одного диаметра трубы на другой или при монтаже ответвлений в разных направлениях в комплектах имеются системы муфт, переходников и соединителей, которые максимально упрощают эти переходы.
С технологической точки зрения сварка начинается с установки и крепления труб к котлу. Здесь устанавливаются соединительные муфты и секции к коллекторам и подсекциям распределительного устройства. Затем осуществляется разводка. Сначала свариваются трубы большого диаметра, затем меньшего. Рекомендуется использовать все компоненты одного производителя, чтобы свести к минимуму ошибки, вызванные некачественными компонентами.
