Порядок расчета сечения магистралей теплоснабжения
Размеры труб
Перед тем как рассчитать диаметр трубы отопления необходимо определиться с их основными геометрическими параметрами. Для этого нужно знать основные характеристики магистралей. К ним относятся не только эксплуатационные качества, но и размеры.
Каждый производитель указывает значение сечения труб – диаметр. Но фактически он зависит от толщины стенки и материала изготовления. Перед приобретением определенной модели трубопроводов нужно знать следующие особенности обозначения геометрических размеров:
- Расчёт диаметра полипропиленовых труб для отопления делается с учетом того, что производители указывают наружные габаритные размеры. Для вычисления полезного сечения необходимо отнять две толщины стенки;
- Для стальных и медных трубопроводов даются внутренние размеры.
Зная эти особенности можно делать расчет диаметра коллектора отопления, труб и других компонентов для монтажа.
Определение тепловой мощности системы
Как правильно подобрать диаметр труб для отопления и следует ли это делать без расчетных данных? Для небольшой системы отопления можно обойтись без сложных вычислений
Важно лишь знать следующие правила:
- Оптимальный диаметр труб с естественной циркуляцией отопления должен составлять от 30 до 40 мм;
- Для закрытой системы с принудительным движением теплоносителя следует использовать трубы меньшего сечения для создания оптимального давления и скорости потока воды.
Для точного вычисления рекомендуется использовать программа для расчета диаметра труб отопления. Если же их нет – можно воспользоваться приблизительными вычислениями. Сначала необходимо найти тепловую мощность системы. Для этого необходимо воспользоваться следующей формулой:
Q=(V*Δt*K)860
Где Q – рассчитываемая тепловая мощность отопления, кВт/ч, V – объем комнаты (дома), м³, Δt – разница между температурами на улице и в помещении, °С, К – расчетный коэффициент тепловых потерь дома, 860 – величина для перевода полученных значений в приемлемый формат кВт/ч.
Наибольшие затруднения при предварительном расчете диаметра пластиковых труб для отопления вызывает поправочный коэффициент К. Он зависит от теплоизоляции дома. Его лучше всего взять из данных таблицы.
| Коэффициент К | Степень теплоизоляции здания |
| 3-4 | Минимальная теплоизоляция |
| 2-2,9 | Минимальное утепление фасада – облицовка кирпичом. |
| 1-1,9 | Средний уровень теплоизоляции |
| 0,6-0,9 | Качественное утепление дома, установлены современные окна и двери |
В качестве примера расчета диаметров полипропиленовых труб для отопления можно вычислить требуемую тепловую мощность комнаты общим объемом 47 м³. При этом температура на улице будет -23°С, а в помещении — +20°С. Соответственно разница Δt составит 43°С. Поправочный коэффициент возьмем равным 1,1. Тогда требуемая тепловая мощность составит.
Q=(47*43*1.1)/860=2.585 кВт/час
Следующий этап выбора диаметра трубы для отопления – определение оптимальной скорости движения теплоносителя.
Скорость воды в трубах
Таблица для расчета диаметра трубы отопления
Оптимальный напор теплоносителя в магистралях необходим для равномерного распределения тепловой энергии по радиаторам и батареям. Для правильного подбора диаметров труб отопления следует принимать оптимальные значения скорости продвижения воды в трубопроводах.
Стоит помнить, что при превышении интенсивности движения теплоносителя в системе могут возникать посторонние шумы. Поэтому данное значение должно быть равно от 0,36 до 0,7 м/с. Если параметр будет меньше – неизбежно возникнут дополнительные тепловые потери. При его превышении появятся построение шумы в трубопроводах и радиаторах.
Для окончательного расчета диаметра трубы отопления следует воспользоваться данными из таблицы, представленной ниже.
Подставляя в формулу расчета диаметра трубы отопления в полученные ранее значения можно определить, что оптимальный диаметр трубы для конкретного помещения составит 12 мм. Это лишь приблизительный расчет. На практике специалисты рекомендуют к полученным значениям прибавить 10-15%. Это объясняется тем, что формула расчета диаметра трубы отопления может измениться из-за добавления новых компонентов в систему. Для точного вычисления потребуется специальная программа для расчета диаметра труб отопления. Подобные программные комплексы можно скачать в демоверсии с ограниченными возможностями расчетов.
Сравнение однотрубной и двухтрубной систем
Мы уже выяснили, как рассчитать трубы для отопления, и какой диаметр нужен для обоих видов систем. Для закрытых контуров, при площади помещения от 120 м 2. этот показатель составляет 32 мм для полипропилена. При этом условный проход для изделий с номинальным давление 20 и 25 атмосфер составляет 21,2 мм. Для изделий с номинальным давлением 10 атмосфер условный проход составляет 20,4 мм, а наружный диаметр 25 мм.
- КПД – однозначно, «попутки» эффективнее обогревают помещение, чем однотрубные;
- экономия средств – все, что можно сэкономить на «Ленинградке» это какой-то отрезок контура и все.
Количество тройников будет одинаковым, кранов тоже, а вот переходников, возможно, потребуется больше. Представьте контур, от которого с небольшим промежутком отходит два патрубка. Один из них идет на вход в радиатор, а второй возвращает теплоноситель обратно в систему. Получается что отрезок между патрубками – это байпас. Чтобы циркуляция в батарее была лучше, байпас нужно сделать меньшего диаметра, чем основной контур отопления. Из этого следует, что потребуется еще пара единиц фурнитуры. Получается, что меньше тратим денег на трубы и больше на фурнитуру, в итоге экономии никакой, при этом КПД ниже.
В итоге, из этого можно сделать вывод, что рассказы о том, какая хорошая и дешевая однотрубная система отопления просто несостоятельны.
Интересное по теме:
- Тосол для системы отопления
- Расширительный бачок для отопления своими рук.
- Кварцевые и карбоновые обогреватели
- Мембранные и открытые расширительные баки для.
Способы монтажа
Самодельная батарея отопления собирается из отдельных труб при помощи сварки или резьбы. Первый вариант предпочтительнее и прочнее второго, сварные швы выдерживают давление 13 атмосфер. Регистры для отопления собираются в готовые изделия, а затем присоединяются к отопительному контуру. На стену устройство крепиться кронштейнами, для установки на пол снизу приваривают опоры. Процесс сборки секционного изделия происходит в несколько этапов:
- Нарезают требуемое количество труб нужных размеров.
- На заготовках делают разметку, отмечая места присоединения патрубков.
- Соединяют трубы и патрубки.
- Приваривают заглушки, устанавливают кран сливной.
- Изделие присоединяется к системе отопления.
Совет. Патрубки располагаются ближе к краям регистра – циркуляция теплоносителя в этом случае будет интенсивнее.
«Самовар» для обогрева. В некоторых случаях самодельный регистр дополняют ТЭНом и расширительным бачком – получается самостоятельный отопительный прибор, получивший название самовар. Он не связывается с общей системой отопления, обогревает помещение автономно от сети напряжением 220 В. Достаточная мощность ТЭНа – 1,5 кВт, что чуть мощнее чайника. Для удобства к электронагревательному элементу подключают терморегулятор. Сделать самовар своими руками можно из круглых или профильных труб, модели могут быть стационарными или переносными, используемыми для обогрева неотапливаемой бытовки, кладовки, гаража. В этих случаях в качестве теплоносителя лучше использовать не воду, а антифриз или масло.
Определение необходимых размеров
С технико-экономической точки зрения выбрать диаметр труб лучше с помощью графика общих затрат от основных значений трубопроводной системы. Необходимые размеры металлопластиковых труб определяются по точке пересечения двух кривых на капитальные и эксплуатационные затраты. Предельно допустимая проточность воды в трубопроводной системе отопления зависит от размеров и колеблется в диапазоне от 0,8 до 1,5 м/c.
Практические параметры
Современные трубы относительно диаметра имеют следующую классификацию:
- трубы с малыми сечениями – 5-102 мм;
- среднего типа – 102-406 мм;
- трубы с большим сечением – от 406 мм.
При этом под условным диаметром понимается значение диаметра, округленное до целых в дюймовом выражении (или долях дюйма). При монтаже системы с принудительной циркуляцией специалисты рекомендуют выбрать трубы с как можно меньшим диаметром. Это необходимо по нескольким причинам:
- чем меньше диаметр, тем меньше теплоносителя нужно греть – это экономия денег и времени;
- малое сечение дает меньшую скорость течения воды в трубопроводе;
- такие трубы проще монтировать, и они экономически более выгодны.
Простая формула
Как провести расчет, если нет мощности обогрева? На самом деле, расчет диаметра труб можно провести, вооружившись таблицей диаметров и критерием мощности в 1 кВт на 10 м2. Для площади в 20 м2 расчет будет следующий: определение количества мощности на обогрев – 2*1кВт, итого 2 кВт; с учетом поправки на 20% (запас) получаем 2,4 кВт. Т.е. для обогрева комнат в доме понадобится 2,4 кВт.
Согласно таблице нужно найти мощность 2,4 кВт (2400 Вт) и соотнести со значением теплового потока – так показана оптимальная скорость движения воды в системе. Таблицы такие рассчитаны на двухтрубную систему отопления. При этом видно, что выбор сечения трубы для обогрева 20 м2 должен находится в пределах от 8 мм до 10 мм.
Ответы знатоков
Тори:
трубы пластиковые и алюминиевые радиаторы.
LegendaSporta:
полипропиленовые.
mu.rza:
мы покупали полипропиленовые. в каждом есть свои плюсы и минусы. вот почитайте, очень познавательная статья про трубы
владислав ушкалов:
Игорь Шкурный:
Полипропилен… с ним возьни меньше… если конечно есть паяльник!!!!
Ящерица:
Купила дом с напрочь размороженными металлическими трубами и чугунными батареями. Выбирала, советовалась, сменила на полипропилен и алюминиевые батареи. Одну купила чугунную. и что же? Именно она и треснула в самые морозы (отопления не было, а в трубах был антифриз, но он не помог) . Сменила и её на алюминий. Далее, в колодце рядом с домом водопровод на пять домов, у каждого свой вентиль, трубы все железные. Проржавели жуть как. Когда в очередной раз прорвало, я подняла бучу, собрала деньги с народа, и местный мастер заменил начинку колодца на полипропилен опять же. Теперь мы все спокойны. Так что полипропилен, пожалуй, надёжней. Кое-кто уверяет, что трубы из полиэтилена (очень плотного) ещё надёжней, и морозов не боятся совершенно, но не знаю.
Полота:
трубы железные в 3—5 раз дешевле, по надежности намного надежнее пропиленов и пластиков. Недостаток—-коррозия металла изнутри, от которой никак не избавиться, но если воду не сливать с системы, то после разрезания 20 летней трубы—она как новенькая внутри ( сам не раз резал трубы старые с отопления—-внутри кооррозии почти ноль. А отопительные приборы—то эстетичнее аллюминиевые и биметалл. Чугуний СССР уже не в моде, да и материалоемкость ужасающая)))
Сергей Рудин:
Вот здесь посмотрите: agrosad m /catalog/tverdotoplivnie_kotli_1
Solo:
В частном доме АОГВ. ) Другиз вариантов как бы особо и нет.
Андрей:
переформулируйте вопрос. Радиаторная система отопления, это одно, а трубы и батареи совершенно отдельная тема.
Александр Бонн:
Газовый котел, стальные радиаторы, сварная труба. Энергопотребление: 10 кв м = 1 кВт. Для частного дома комбинируют теплый пол (1-й этаж) и радиаторы. Но должна быть аварийная система отопления (электро или твердотопливная) .
Alasseia:
вопрос о отоплении сферического дома в вакууме никакой информации о источнике энергоснабжения, никакой о самом доме что посоветую — проект на отопление вашего бунгало выполненный специалистом
Ф Ф:
Котлы, котельное оборудование. Отопление 2 x этажного дома. : // forum .domostroy /#gazosnabjenie-vodoprovod-otoplenie-konditsionirovanie Газовый настенный котёл Отопление, водопровод, канализация дома или дачи. Отопление 2 x этажного дома.
alexm66:
Вопрос очень общий: что лучше, иномарка или ВАЗ — на что деньги и возможности есть. Думаю, главный критерий — надежность оборудования, а сделать из него работоспособную систему грамотный монтажник сможет, а неграмотный загубит любую «люксовую» технику.
Примеры
Разбираемся на примерах.
Расчет для двухтрубного контура
Дано:
- Двухэтажный дом площадью в 340м².
- Строительный материал – инкерманский камень (природный известняк), характеризуемый низкой теплопроводностью. → Коэффициент утепления дома = 1.
- Толщина стен – 40 см.
- Окна – пластиковые, однокамерные.
- Теплопотери 1 этажа – 20 кВт; второго – 18 кВт.
- Двухтрубный контур с отдельным крылом на каждом этаже.
- Материал труб – полипропилен.
- Температура подачи — 80⁰C.
- Температура на выходе — 60⁰C.
- Дельта температур — 20⁰C.
- Высота потолков – 3 м.
- Регион – Крым (юг).
- Средняя температура пяти самых холодных дней зимы – (-12⁰C).
Расчёт:
- 340×3=1020 (м³) – объём помещения;
- 20- (-12)=32 (⁰C) – разница (дельта) температур между помещением и улицей;
- 1020×1×32/860≈38 (кВт) – мощность отопительного контура;
- Определение сечения трубы на первом участке от котла до разветвления. Согласно таблице, приведённой ниже, для передачи тепловой мощности в 38 кВт подходят трубы с сечением в 50, 63 или 75 мм. Первый вариант предпочтительнее, т.к. обеспечивает наибольшую скорость движения носителя.
- Для разводки потока носителя на первый и второй этаж, справочники предписывать трубы с диаметром в 32 мм и 40 мм для мощностей 18 и 20 кВт соответственно.
- На каждом этаже контур делится на две магистрали с равноценной нагрузкой по 10 и 9 кВт соответственно и сечением в 25 мм.
- По мере снижения нагрузки вследствие остывания теплоносителя диаметр труб следует уменьшить до 20 мм (на первом этаже – после второго радиатора, на втором – после третьего).
- Обратная разводка производится в той же последовательности.
Для вычисления по формуле D = √354х(0.86хQ/∆t)/V, берём скорость носителя в 0,6 м/с. Получаем следующие данные √354х(0.86×38/20)/0,6≈31 мм. Это номинальный диаметр трубопровода. Для реализации на практике следует подбирать различные диаметру труб на разных участках трубопровода, которые в среднем сведутся к расчётным данным согласно алгоритму, описанному в пунктах 4-7.
Определение диаметра труб для однотрубной системы с принудительной циркуляцией
Как и в предыдущем случае, расчёт производится по обозначенной схеме. Единственное исключение заключается в действии насосного оборудования, увеличивающего скорость движения носителя и обеспечивающего равномерность его температуры в контуре.
- Значительное снижение мощности (до 8,5 кВт) происходит только на четвёртом радиаторе, где и осуществляется переход на диаметр в 15 мм.
- После пятого радиатора происходит переход на сечение в 12 мм.
Оптимальная температура и давление воды
При выборе автономного отопления придется самостоятельно подбирать подходящую температуру и давление теплоносителя. Это зависит не только от пожеланий, но и от показателя теплопередачи встроенных батарей.
Видео о прокладке отопления, разводке труб
Монтаж системы отопления дома своими руками
Watch this video on YouTube
Однако если температура на улице постоянно колеблется в разные стороны, подогрев теплоносителя в автономной системе частного дома необходимо регулировать так, чтобы постоянно поддерживать комфортную температуру и не расходовать лишнее.
Для качественной работы помимо температуры нужно следить за давлением в трубах и выбрать оптимальный диаметр. Нормальным считается давление, что находится в промежутке 1,5-2 атмосферы.
Чтобы регулярно проверять давление, при монтаже следует в цепи оставлять место для манометров. Уменьшить напор можно, используя расширительные баки.
Виды отопления
Установка отопительной автономной системы в малоэтажном доме может осуществляться одно и двухтрубными схемами.
Оптимальный вариант должен выбрать заказчик еще на этапе создания проекта, чтобы обеспечить комфортное проживание в своем доме.
Финансово самой оптимальной будет однотрубная разводка, но если цена не так важна, как эффективность работы, то стоит остановить свой выбор на прокладке двухтрубной схемы.
Ниже рассмотрим более детально каждый вид разводки.
Однотрубная система
Прокладка магистрали такой схемы изготавливается из отопительных приборов подсоединенных один за другим. Жидкость проходит поочередно все элементы системы, отдавая понемногу свою тепловую энергию, поэтому в последнюю секцию он поступает с заниженной температурой.
На микроклимат внутри дома это не повлияет, если последнюю батарею в схеме оснастить большим количеством секций.
Однотрубная система отопления. Разбираем ошибки
Watch this video on YouTube
- регуляторов на батареях;
- вентилей для баланса поступающего теплоносителя;
- термостатических или шаровых клапанов.
Использование такого оборудования помогает поддерживать определенную температуру в помещении частного дома.
Зачастую в малоэтажном доме устанавливают отдельное отопление, которое монтируется по:
- горизонтальной схеме с насосом, что обеспечивает перегонку горячей воды методом нагнетания;
- вертикальной схеме, где жидкость перетекает естественным путем;
- вертикальной схеме с естественной, нагнетающей или комбинированной перегонкой.
Прокладка отопительной разводки может осуществляться над полом или под напольным покрытием. Еще одним важным моментом является теплоизоляция, чтобы сохранить больше тепла.
Горизонтальную магистраль монтируют под небольшим наклоном, чтобы теплоноситель перемещался своим ходом. Батареи наоборот устанавливаются на одном уровне. Для спуска воздуха радиаторы оснащаются специальными кранами.
Данную систему можно не оснащать насосом, так как движение жидкости осуществляется естественным способом.
Поэтому такой вид разводки не станет украшением интерьера.
Двухтрубная система
Второй вид схемы отопления частного дома — разводка труб двухтрубного вида потребует при монтаже большего количества составляющих. Параллельно с этим увеличится объем монтажных работ и финансовые растраты на оплату.
Двухтрубная система отопления, разные схемы (схема Тихельмана)
Watch this video on YouTube
Очень важно при установке двухтрубной разводки на верхних позициях установить автостравливающие клапаны. Если дом одноэтажный, то такие клапаны необходимы на последней батарее и на «полотенцесушителе»
От того какую схему вы решите выбрать зависит количество составляющих элементов, что потребуются для ее установки. Дома с большой площадью желательно снабжать двухтрубной разводкой и циркуляционным насосом.
Однотрубная или двухтрубная система отопления Как выбрать
Watch this video on YouTube
Если подытожить всю вышеизложенную информацию можно уверенно сказать, что во время проектирования отопительной системы и ее монтажа необходимо учитывать каждую мелочь.
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.
Особенности выбора сечения отопительных труб
Функция трубопровода заключается в транспортировке теплоносителя от котла, где он нагревается, к отопительным приборам и обратно в котел
При этом важно правильно подобрать диаметр труб для отопительной системы в частном доме. Ошибки в подборе сечения снижают КПД системы, что ведет к перерасходу топлива и увеличению нагрузки на котельный агрегат
От диаметра трубы отопления зависит, как поток теплоносителя будет перемещаться по системе. Размер сечения трубопровода влияет:
На скорость потока. Если теплоноситель движется медленно, приборы отопления, расположенные на максимальном удалении от котла, не могут полноценно прогреваться, а поднимать температуру жидкости в системе свыше установленных пределов нельзя. Высокая скорость потока приводит к возникновению турбулентности в изгибах трубопровода, из-за чего возникает неприятный шум
Важно добиться равномерного, без завихрений, потока жидкости и оптимального распределения тепловой энергии по отопительным радиаторам.
На общий объем теплоносителя. Для гидравлической системы отопления необходимо использовать трубы увеличенного сечения, чтобы не было серьезной потери скорости движения жидкости из-за трения о внутреннюю поверхность трубопровода
Чем больше диаметр трубопровода, тем больше объем жидкости в системе. Соответственно будет возрастать расход энергоносителя на ее нагрев до расчетных температур. Если выбрать слишком большое сечение трубопровода, давление в системе будет настолько низким, что теплоноситель не сможет циркулировать.
На гидравлические потери. При использовании в системе труб различного диаметра, на их стыках возникает разность давления. Это повышает гидравлические потери. Тот же эффект наблюдается, если полипропиленовые трубы соединены с нарушением технологии монтажа. Из-за формирования наплывов на внутренней поверхности стыка происходит заужение рабочего сечения.
Чтобы избежать финансовых потерь при переделке отопительной системы, КПД которой отказалось низким, необходимо грамотно выполнить расчет диаметра трубы для отопления. Рекомендуется обратиться к профессионалам, которые подберут необходимые диаметры труб на основании точных тепловых и гидротехнических расчетов, воспользоваться специализированной программой-калькулятором либо вычислить параметры самостоятельно, по стандартным формулам.
Нормальные показатели давления и температуры в трубах
Установив у себя автономное отопление, хозяин сам контролирует температуру, выбирая для себя наиболее приемлемую. Стоит отметить, что принятых норм в данном случае нет, потому что температура определяется не только внешними факторами, но и предпочтениями хозяина, и эффективностью установленных отопительных радиаторов.
Учтите, что самая плохая теплопередача у чугунных радиаторов. Средний коэффициент теплопередачи – у радиаторов из биметалла, а самыми эффективными считаются радиаторы из алюминия.
Зачастую, подсчет числа радиаторов и секций выполняется с учетом паспортной тепловой мощности. Данный параметр определяется исходя из показателей температуры воды в трубах, которая равняется 75 ℃.
Иными словами, рассуждая логически, указанная температура и будет самой оптимальной. Тем не менее, при колебаниях внешних температур потребуется изменять и температуру теплоносителя. Таким образом получится удерживать комфортную температуру в помещении и экономить электроэнергию.
Специалисты рекомендуют, даже невзирая на то, что ПП трубы в состоянии функционировать в условиях вплоть до 110 ℃, не превышать температуру отопления в 95 ℃ во избежание разного рода неприятностей.
Чтобы повысить показатели температуры в комнатах, лучше всего устанавливать большее количество радиаторов, а не увеличивать температуру их меньшего количества.
Для корректного функционирования отопительной системы хозяин должен знать, каким должно быть в ней давление. Если система является автономной, удовлетворительными будут 1,5-2 атмосферы. Если эти показатели каким-либо образом повысятся до 3 атмосфер, то можно считать, что ситуация критическая, и не исключена утрата системой герметичности, а также поломка оборудования.
В заключение
На этапе проектирования стоит учитывать все нюансы, даже те, которые могут показаться неважными. Допущенная на этом этапе ошибка может дорого стоить, как минимум, готовая система не сможет должным образом функционировать, то есть будет неэффективной.
Вычисление мощности
Прежде всего, просчитывают мощность всей системы обогрева. Расчёт производится по формуле:
Qt= V*∆t*K/860
В которой:
- Qt — мощность тепла, кВт.
- V — величина отапливаемой комнаты, м³.
- ∆t — разница между температурой в жилье и температурой за пределами жилья зимой.
- К — коэффициент, показывающий теплопотери здания.
Для стандартных построек применяют средние значения.
Принцип расчёта
Общей исходной точкой для определения необходимого сечения является квадратура отапливаемого помещения — 10 кв. м. требуют 1 кВт тепла, значит, комната в 30 кв. м.
при высоте потолка около трёх метров должна получить 3 кВт.
Далее, определяют оптимальную скорость прохождения жидкости в системе — не менее 0,2 м/с и не более 1,5 м/с.
Имея эти данные, рассчитывают диаметр по формуле:
D= √(354*(0.86*Q/∆t)/V),
Где:
V — скорость теплоносителя в системе (метров в секунду);
Q — необходимый объем тепла для обогрева (кВт);
∆t — разница между подачами (обратной и прямой) (С);
D — сечение (в миллиметрах).
Вывод
Используя для организации отопления своего дома не очень сложную и разветвленную схему, расчет оптимального диаметра трубопровода может быть реализован своими силами. Чтобы это сделать, необходимо вооружиться информацией о теплопотерях жилища и мощности каждой батареи. Далее при помощи специальных таблиц и справочников подбирают оптимальное значение сечения труб, которое сможет обеспечить транспортировку нужного объема тепловой энергии в каждую из комнат.
Если применяются сложные схемы со множеством элементов, то для их расчета желательно пригласить профессионального сантехника. При наличии уверенности в собственных силах рекомендуется все же проконсультироваться со специалистом. Бывают случаи, когда по причине допущенных ошибок приходится заниматься дорогостоящей реконструкцией всего контура.
