Как рассчитать диаметр трубы для отопления, какие параметры учитывать при этом

Подбор системы

Выбор вида трубопровода

Необходимо определится с материалом труб отопления:

Стальные трубы сегодня практически не применяются, поскольку из-за подверженности коррозии их срок службы невелик, монтаж трудоемкий, ремонт сложный.
Металлопластиковые трубы специалисты использовать не рекомендуют из-за их свойства под воздействием температуры иногда на изгибах лопаться.
Медные трубы наиболее долговечные и удобные при ремонте, но и самые дорогостоящие.
Различные виды полимерных труб (к примеру, из сшитого полиэтилена или армированного полипропилена) – зачастую оптимальный выбор

Если будет выполняться отопление частного дома пластиковыми трубами, при выборе их марки необходимо, в первую очередь, обращать внимание на показатель, характеризующий допустимое давление воды в изделии.. Чтобы предотвратить деформации и загибы пластиковых труб, нужно избегать очень протяженных прямых участков. Необходимо также наблюдать во время первого запуска отопительной системы за резким изменением температуры

Необходимо также наблюдать во время первого запуска отопительной системы за резким изменением температуры

Чтобы предотвратить деформации и загибы пластиковых труб, нужно избегать очень протяженных прямых участков. Необходимо также наблюдать во время первого запуска отопительной системы за резким изменением температуры.

Основные параметры труб

Полипропиленовые трубы отопления разного диаметра

Для отопительной системы трубы подбирают не только по химическим и физическим свойствам их материала. В устройстве эффективной и экономичной системы важную роль играют их диаметр и длина, поскольку сечение труб влияет в целом на гидродинамику. Достаточно распространенная ошибка – выбор изделий слишком большого диаметра, что ведет к понижению в системе давления ниже нормы, и отопительные приборы перестают греть. При чересчур маленьком диаметре  труб система отопления начинает шуметь.

Основные характеристики труб:

• Внутренний диаметр – основной параметр любой трубы. Он определяет ее пропускную способность.
• Наружный диаметр тоже необходимо учитывать, проектируя систему.
• Условный диаметр – округленное значение, которое выражается в дюймах.

Подбирая трубы для отопления загородного дома, нужно учитывать, что для выполненных из различных материалов изделий, используются разные системы измерений. Практически все чугунные и стальные трубы маркируют по внутреннему сечению. Изделия из меди и пластика – по наружному диаметру

В особенности это важно, если предполагается монтаж системы из комбинации материалов

Пример соответствия диаметров труб из разных материалов

При комбинации в системе различных материалов, чтобы подобрать диаметр труб безошибочно, нужно использовать таблицу соответствия диаметров. Ее можно найти в интернете. Зачастую диаметр измеряется в долях или дюймах. Один дюйм соответствует 25,4 мм.

Подбор диаметра в зависимости от материала труб

Если требуется изготовить теплый пол: какой диаметр трубы целесообразнее применить? Подобрать трубы можно, опираясь на показатели теплоотдачи материалов, применяемых для изготовления.

Для обустройства пола с подогревом можно использовать:

• металлопластиковые трубы;
• полиэтиленовые трубы, в том числе и изделия, изготовленные из сшитого полиэтилена;
• медные трубы;
• гофрированные нержавеющие трубы.

Металлопластиковые трубы

Металлопластиковые изделия представляют собой сложную конструкцию, внутри которой расположена алюминиевая труба, обшитая слоями полиэтилена.

Труба из нескольких слоем различных материалов

Металлопластиковые трубы обладают достаточно высоким коэффициентом теплоотдачи, поэтому при обустройстве пола можно применять оборудование диаметром 16 мм.

При выборе такого вида труб стоит учесть, что алюминий и полиэтилен обладают различными коэффициентами расширения, что может повлиять на долговечность изделий.

Пластиковые трубы

Полипропиленовые трубы обладают более низким показателем теплоотдачи, к тому же при сгибе такой трубы могут возникать существенные потери тепла, поэтому при применении их рекомендуется изготавливать теплый пол 20 трубой. Предпочтительнее использовать изделия из полиэтилена, они имеют меньший радиус гиба.

Уложенные пластиковые трубы

При необходимости обогрева помещения большой площади можно использовать пластиковые трубы диаметром 25 мм. Однако для них требуется применение отопительного оборудования высокой мощности.

Металлические трубы

Медные трубы обладают самой высокой теплоотдачей. Для изготовления пола с подогревом из меди можно применять трубы малого диаметра (14 мм – 16 мм).

Использование медных труб для пола

Отрицательными качествами материала являются:

• высокая стоимость. В среднем погонный метр медной трубы стоит в 2-2,5 раза больше пластиковой и металлопластиковой;
• сложность укладки. Медные трубы сложно согнуть в заданную конструкцию, поэтому при изготовлении пола используется сварка.

 Гофрированные трубы

Трубы из гофрированной нержавеющей стали являются относительно новым продуктом на российском рынке. Изделия отличаются сравнительно небольшой стоимостью при достаточно высоких характеристиках. Гофрированная труба для теплого пола 16х2 будет оптимальным решением в помещениях как с большой, так и с малой площадью.

Труба-гофра для пола с подогревом

Оптимальным решением будет выбор гофрированной или металлопластиковой трубы диаметром 16 мм. Именно эти виды дают наиболее благоприятное соотношение между ценой и качеством продукции.

Трубы для частного и многоквартирного дома

Существуют различные отопительные системы, и в каждом конкретном случае трубы должны соответствовать индивидуальным особенностям проектируемого строения.

Индивидуальное строительство

В России и странах СНГ используются три вида отопительных систем, каждая из которых имеет свои особенности.

Ленинградка

С ее помощью можно отлично организовать отопление любого дома, существенно сэкономить на покупке материалов и снизить затраты на монтажные работы. Эта схема позволяет регулировать температурный режим в каждой отдельной комнате, создавая оптимальные условия проживания.

В системе отопления «Ленинградка» используются следующие диаметры труб:

1. Магистральная: 20–25 мм (одноэтажный дом) и 30–40 мм (двухэтажный и выше).
2. Для подключения радиатора: 13–16 мм.

Чтобы регулировать подачу тепла на каждый радиатор, можно установить вентиль на трубе подключения.

Петля Тихельмана

Для этой системы свойственны следующие положительные особенности: стабильность в процессе эксплуатации и равномерный прогрев всех радиаторов. Эту схему подключения отопительных приборов называют еще попутной. Подача теплоносителя заканчивается на последнем радиаторе. Обратка начинается сразу от первой батареи. Петля Тихельмана может использоваться с одинаковой эффективностью на больших и малых площадях.

Тупиковая

В этой системе ближний к котлу радиатор прогревается сильнее, а последний получает теплоносителя меньше других. Для тупиковой схемы количество радиаторов в каждом плече ограничено. Трубы используются такие же, как в Ленинградке.

Система отопления многоквартирного дома

В настоящее время для многоквартирного дома обычно используется система центрального отопления. Вода поступает в нее от ТЭЦ (или других поставщиков). Проектируется система таким образом, чтобы обеспечить одинаковое давление теплоносителя в магистральных трубах на всех этажах дома .

Диаметры труб отопления в многоквартирном доме:

1. На входе, в подвале — 100 мм.
2. Лежаки, распределяющие теплоноситель по подъездам — 50–76 мм. Параметр зависит от размеров здания, и от того, на какое расстояние транспортируется теплоноситель и сколько отводов будет у трубопровода.
3. Диаметр стояков — 20 мм.

Обратка выполняется по возрастающей — 20–50–76–100 мм. Используются различные водяные контуры: однотрубные и двухтрубные.

Согласно СНИПам и ГОСТам, система отопления многоквартирного дома должна обеспечивать нагревание воздуха в зимний период внутри всех жилых помещений до 20-22 градусов Цельсия.

Мощность котла и контура

В частных домах или квартирах обогрев внутренних помещений производится газовыми или электрическими котлами. Расчет необходимой тепловой мощности выполняют в зависимости от размера обогреваемой площади. Считается, что на качественный обогрев 1 м2 потребуется 0,1м кВт тепловой энергии. В зависимости от климатических особенностей, щадящего режима работы этот показатель увеличивается до 1,3 кВт /м2.

Факторы, влияющие на мощность обогревательного котла:

• Вид строительного материала ограждающих стеновых конструкций дома. Большая теплопроводность материала в сочетании недостаточной толщины наружных стен намного увеличивают тепловые потери и тогда работа котла с самой высокой мощностью будет неэффективной и неудовлетворительной.
• Использование второго контура для нагрева воды. Если заранее предусматривается такая опция, выбирается более мощный тепловой генератор.
• Вид топлива. Газовый котел считается более экономичным, однако его можно использовать только в местности, где проходит газопровод.
• Циркуляция воды в системе обеспечивается насосом, предназначенным для оптимизации скорости горячей воды и ее обрата. Попутно решается проблема воздушных пробок, выдавливаемых постоянным потоком теплоносителя.

Основные параметры труб

Полипропиленовые трубы отопления

• Основной характеристикой любой трубы является ее внутренний диаметр. Именно от этого показателя зависит пропускная способность трубы.
• Наружный диаметр, также, является важным параметром, который необходимо учитывать, при проектировании систем.
• Условным диаметром трубы принято называть округленное значение, выраженное в дюймах.

Подбирая диаметры труб для отопления, следует учесть, что для труб, выполненных из разных материалов, применяются различные системы измерений. К примеру, практически все трубы из стали и чугуна маркируются по внутреннему сечению.

А вот трубы из пластика и меди – по наружному диаметру. Эту особенность следует учитывать, если планируется собирать систему из комбинации материалов.

Подключение трубы к радиатору

Задумавшись, как рассчитать диаметр трубы отопления, не стоит забывать о существующей системе измерений этой величины. В большинстве случаев, диаметр измеряется в дюймах и выражается целыми числами или в долях.

Как рассчитать диаметр труб?

При решении задачи, какой диаметр труб для отопления необходим в данном помещении, нужно при расчете диаметра труб для отопления учитывать такой параметр, как тепловая нагрузка. Принято считать, что для поддержания в комнате комфортных условий достаточно 100 Вт тепловой мощности на каждый квадратный метр помещения (при условии, что в комнате потолки стандартной высоты – 2,5 метра).

То есть, к примеру, для отопления комнаты площадью 25 квадратных метра требуется 2,5 кВт тепловой энергии (25 * 100 = 2500 Вт =2,5 кВт)

Далее следует осуществить подбор диаметра труб отопления при помощи специальных таблиц.

Диаметр трубы (дюймы)	Расход трубы (л/мин)	Тепловая нагрузка (кВт)
1/2	5,7	5,5
3/4	15	14,6
1	30	29,3

Как видно из данных, помещенных в таблице, для нашего примера с комнатой площадью 25 квадратных метра подойдут трубы, имеющие диаметр 1/2 дюйма.

Каковы должны быть давление и температура теплоносителя?

Пример смонтированных тру и радиатора

Имея автономное отопление, хозяин дома сам выбирает такой параметр, как температура воды в трубах отопления. Нужно заметить, что точно установленной нормы данного параметра не существует, так как она зависит не только от внешних условий и желаний хозяина, но и от коэффициента теплопередачи установленных радиаторов отопления.

Как правило, расчет количества радиаторов и их секций осуществляется с учетом такой величины, как их паспортная тепловая мощность. Этот параметр задается из расчета, что температура отопления воды в трубах будет равно 75 градусам.

То есть, если рассудить логически, то данная температура и является оптимальной. Однако при изменении внешней температуры в ту или другую сторону, температуру нагрева теплоносителя целесообразно регулировать. Это поможет поддерживать в доме комфортный микроклимат и экономить энергию.

Монтаж труб отопления

Для того чтобы система отопления функционировала нормально, владелец дома обязан знать, какое давление должно быть в трубах отопления. Для автономной системы нормальным показателем является 1,5-2 атмосферы. Если показатель давления достигает 3 атмосфер, то это уже критическая ситуация, грозящая разгерметизацией или выходом из строя оборудования.

Для того чтобы можно было всегда проверить, какое давление в трубах отопления, в схему обязательно включают манометры. А чтобы не допустить чрезмерного напора используют расширительные баки.

Как правильно выбрать диаметр трубы для отопления дома — таблица и расчеты

Вычислить оптимальное сечение трубопровода профессионалу несложно. Практический опыт + специальные таблицы – всего этого достаточно, чтобы принять верное решение. А вот как быть рядовому собственнику жилища?

Ведь многие предпочитают монтировать отопительный контур своими силами, но при этом не имеют профильного инженерного образования. Данная статья станет хорошей подсказкой для тех, кому нужно определиться с диаметром трубы для отопления частного дома.

Есть несколько нюансов, на которые нужно обратить внимание:

• Во-первых, все данные, полученные на основании вычислений по формулам – приблизительные. Различные округления величин, усредненные коэффициенты – все это вносит ряд поправок в конечный результат.
• Во-вторых, специфика эксплуатации любого контура отопления имеет свои особенности, поэтому любые расчеты дают лишь ориентировочные данные, «на все случаи».
• В-третьих, трубная продукция выпускается в определенном ассортименте. Это же касается и диаметров. Соответствующие величины располагаются в определенном ряду, с градацией по значениям. Поэтому придется подбирать номинал, наиболее близкий к расчетному.

Исходя из вышесказанного, целесообразно воспользоваться практическими рекомендациями профессионалов.

Все Ду – в «мм». В скобках – для систем с естественной циркуляцией теплоносителя.

• Общая труба линии – 20 (25).
• Отводы к батареям – 15 (20).
• При однотрубной схеме отопления– диаметр 25 (32).

Но это общие параметры контура, не учитывающие его специфику. Более точные значения отражены в таблице.

Полимерные трубы

Это наиболее распространенный вариант для обустройства теплого водяного пола. Металлопластиковые, полиэтиленовые и полипропиленовые изделия отличаются небольшой стоимостью и удобством при монтаже.

Срок службы таких труб составляет 35 и более лет, после чего они становятся хрупкими, в них могут появляться микротрещины и протечки. При частых перепадах температуры и низком качестве воды или теплоносителя, они могут прийти в негодность раньше.

Металлопластиковые трубы для теплого пола

Это трехслойное изделие – между двумя слоями пластика расположена алюминиевая прослойка. Она придает жесткость, не позволяет трубе деформироваться. Соответственно, при перепадах температуры водяной пол не потеряет свою герметичность.

Краткие характеристики:

• Максимальная температура теплоносителя +100…+120 градусов, в зависимости от производителя;
• Радиус изгиба равен диаметру трубы, помноженному на 10;
• Нельзя скручивать трубу вокруг продольной оси;
• При неоднократном перегибе в процессе монтажа нарушается алюминиевая прослойка.

Внутренне строение металлопластиковой трубы.

Труба для теплого пола из сшитого полиэтилена, PEX

Сшитый полиэтилен отличается химической устойчивостью и прочностью. Он выдерживает теплоноситель температурой до +110…+130 градусов, стоек к воде с повышенной кислотностью. Минусом их является то, что сшитый полиэтилен нельзя сваривать или паять.

По способу изготовления различают четыре вида полиэтиленовых труб:

• PE-Xa – при изготовлении применяют пероксиды;
• PE-Xb – сшиваются с помощью катализаторов, например, силанов;
• PE-Xc – сшиваются бомбардировкой электронами;
• PE-Xd – При производстве используется азот.

Труба PEX для теплого пола является самой распространенной, благодаря лучшему соотношению цены и эксплуатационных характеристик.

Теплый пол из полипропиленовых труб

Полипропиленовые трубы – самый дешевый вариант. Для их соединения применяется пайка, что обеспечивает прочность и монолитность конструкции.

Но у них есть существенный недостаток – большой радиус изгиба. Поэтому при их использовании нужна высокая температура теплоносителя. Чтобы компенсировать большое расстояние между трубами потребуется заливка толстого слоя стяжки. Компенсировать большой радиус изгиба можно уголками, но это усложняет процесс монтажа. Плюс, это дополнительные фитинги, за которые тоже нужно платить.

Фитинги для полипропиленовых труб, с помощью которых можно сделать углы и разветвления.

Основные характеристики труб

Все существующие каналы имеют несколько параметров сечения. Нужно понимать это. В противном случае вы сможете ошибиться, и приобрести совсем те конструкции, которые вам нужны.

Существуют следующие параметры сечения конструкций:

• внутреннее;
• внешнее;
• условное.

Ключевым параметром считается внутренний диаметр канала. На его основе производят расчет показателя пропускной способности конструкции. Наружное сечение также учитывают при планировании контура

Оно очень важно при монтаже системы. Условным сечением называют округленный показатель диаметра

Как правило, его указывают в дюймах.

Выбирая каналы для создания отопительного контура, нужно понимать, что к изделиям, произведенных из разных материалам, используют разные измерительные системы. К примеру, чугунные и стальные конструкции маркируются исключительно по показателю внутреннего сечения, а медная и полимерная продукция — по наружному диаметру.

Кроме того, пластиковые каналы бывают различных видов.

На сегодняшний день производятся следующие виды полимерных труб:

• полипропиленовые;
• металлопластиковые;
• полиэтиленовые.

Пластиковые конструкции могут обладать различными техническими характеристиками. Наиболее удобными для создания отопительной системы являются трубы из армированного полипропилена. Но металлопластиковые и полиэтиленовые конструкции также применяются для решения этой задачи. Перед тем сделать выбор в пользу одной или другой продукции, детально изучите ее особенности. Только так можно подобрать наиболее оптимальный вариант.

Ниже ознакомьтесь с таблицей соответствия диаметров труб, сделанных из разных материалов. Она поможет вам сделать правильный выбор.

Таблица соответствия наружных диаметров и условных проходов стальных и полимерных труб

Чаще всего показатель сечения указывают в дюймах. Это распространяется на все виды каналов. Не забывайте, что один дюйм составляет 25.4 мм.

Единицы маркировки

При подборе комплектующих для отопления учитывается стандартная единица измерения для определения величины и маркировки. Основное значение, которое указывает размерность, определяется целым числом или дюймом. Пересчитать дюймы в стандартные для нас миллиметры легко из соотношения: 1 дюйм равен 25,4 мм.

Размер трубы рассчитывается с помощью нескольких показателей — возможная скорость тока жидкости и некоторая потеря давления на участке трубопровода в один метр. Расчет диаметра по показателям падения давления экономически целесообразен и состоит в том, чтобы определить балансовую стоимость между расходами по эксплуатации и капитальному обслуживанию.

Чем больше диаметр, тем выше показатели расходов, а для того, чтобы прокачать определенное количество воды, где имеется зауженный диаметр, потребуется затратить намного больше энергии на работу электрического насоса.

Как рассчитать металлические трубы

Крупные системы отопления, обустроенные при помощи металлических труб, требуют учета теплопотерь через стенки. Хотя в среднем эти показатели достаточно низкие, однако на очень длинных ветках суммарное значение потерянной энергии достаточно высокое. Нередко из-за этого последние батареи в отопительном контуре нагреваются недостаточно хорошо. Причина здесь одна – был неправильно выбран диаметр труб.

Примером послужит определение потерь стальной трубы 40 мм, при толщине стенок 1,4 мм. Для расчета используется формула q = kх3.14х(tв-tп), где q – тепловые потери метра трубы, k -линейный коэффициент теплопередачи (в этом случае он соответствует 0,272 Вт*м/с), tв – температура воды внутри (+80 градусов), tп – температура воздуха в комнате (+22 градуса).

Для получения результата необходимо подставить в формулу нужные значения:

q = 0,272х3,15х(80-22) = 49 Вт/с

Вырисовывается такая картина, что каждый метр трубы теряет тепло в количестве почти 50 Вт. На очень длинных трубопроводах суммарные потери могут быть просто катастрофическими. При этом объемы утечек напрямую зависят от сечения контура. Для учета подобных потерь к показателю снижения тепловой нагрузки на батарее необходимо добавить схожий показатель на трубопроводе. Определение оптимального диаметра трубопровода проводится с учетом суммарного значения утечек.

Виды радиаторов

Относительно того, какое отопления лучше для частного дома, отзывы владельцев довольно разнообразны, а вот что касается радиаторов, то многие отдают предпочтение алюминиевым моделям. Дело в том, что от материала зависит мощность батарей отопления. Они бывают биметаллическими, чугунными и алюминиевыми.

Одна секция биметаллического радиатора имеет стандартную мощность 100-180 Вт, чугунного – 120-160 Вт, а алюминиевого – 180-205 Вт.

При покупке радиаторов необходимо точно выяснить, из какого материала они сделаны, так как именно этот показатель требуется для правильного расчета мощности.

Влияние типа и размера трубы на работу системы

Эффективная работа автономного отопления во многом зависит от правильного выбора поперечного сечения линии отопления. От этого показателя зависит пропускная способность трубопровода. Эта характеристика показывает — какое количество горячей воды при постоянной скорости теплоносителя пройдет за одну единицу времени. В контурах отопления при постоянном расходе жидкости и снижении диаметра магистрали в коммуникациях происходит увеличение скорости движения жидкости. Примером может служить домашняя отопительная сеть с котлом, оборудованным насосом с принудительной циркуляцией подогретой воды. В этом случае происходит увеличение скорости потока теплоносителя на участках линии с небольшим диаметром. На участках системы с трубами большего поперечного снижения скорость замедляется.

Качественный обогрев помещений автономной системой отопления достигается при скорости теплоносителя от 0.3 до 0.7 м/сек.

При снижении показателя ниже 0,25 м/сек появляется риск образования в системе воздушных пробок, показатель скорости выше нормативного приводит к появлению шума в системе.

Большое влияние на скорость движения теплоносителя,а также на снижение напора оказывает шероховатость внутренней полости труб. Для примера можно сравнить показатели двух видов материалов:шероховатость новой стальной трубы диаметром 50 мм составляет 0,1 мм, а полимерных изделий такого же диаметра – 0,005 мм.Скорость передвижения жидкости по новым стальным трубам ф*50 мм равна 0,7 м/сек, для полимерных труб этот показатель составляет 22 м/сек. Допустимые диаметры стальных труб и таблица размеров в статье.

Металлические отопительные трубы

Эти изделия зарекомендовали себя на строительном рынке уже довольно давно, поскольку они обладают целым рядом весьма очевидных достоинств:

• любые, даже самые значительные перепады давления в системе не станут помехой для нормального функционирования этих труб;
• ввиду того, что металл нагревается долго и вместе с тем долго отдает тепло, такие конструкции могут выполнять функцию дополнительного отопительного прибора наподобие радиатора;
• срок службы металлических труб является очень большим;
• приемлемая стоимость таких изделий выгодно отличает их от прочих современных систем трубопровода.

Однако имеются у них и некоторые отрицательные стороны, о которых нельзя не упомянуть:

• обустройство трубопровода из металла является достаточно непростым. Для этой работы требуется наличие большого набора специализированных строительных инструментов, которые не всегда есть в наличии у рядового пользователя. Кроме того, весь процесс монтажа требует больших физических и временных затрат;
• масса металлических конструкций очень большая, поэтому для их удержания требуются очень крепкие стены дома, что можно обеспечить далеко не всегда (к примеру, если основу перегородок составляет гипсокартон);
• чугун, который обычно является основным материалом в металлической трубе, склонен к образованию на нем коррозионного налета как изнутри, так и снаружи, при этом периодическая чистка, которой избежать не получится – процедура весьма проблематичная.