Расчет труб отопления отопления: видео-инструкция по монтажу своими руками, особенности гидравлических подсчетов отопительных систем, цена, фото

При монтаже системы отопления в частном доме или квартире основной целью всегда является извлечение максимального КПД из оборудования, чтобы затрачиваемые средства были расходованы именно на обогрев помещения.

Стальные трубы в изоляции

Такое возможно при правильном подборе:

  • не только самой системы и радиаторов;
  • но и диаметра труб;
  • а также материала их изготовления.

Давайте узнаем, как производить такие расчёты, обратим внимание на то, какие материалы более выгодны и посмотрим видео ролик по этому материалу.

Трубы отопления

Трубы из разного материала

  • Диаметральный и гидравлический расчет трубопроводов возможен лишь в том случае, если для этого есть их основные параметры, такие как:
  • Материал изготовления, например, сталь, медь, чугун, хризотилцемент, полипропилен.
  • Внутренний диаметр.
  • Данные по диаметру и материалу фитингов и фасонных деталей.
  • Толщина стенок труб, фитингов и фасонных деталей.
    • Непонятно откуда появилось мнение, что при увеличении диаметра труб повышается качество отопления, так как при увеличении площади трубопровода увеличивается теплоотдача. Теоретически, это, конечно, очень даже похоже на правду, но на самом деле всё выглядит по-иному.
    • Прежде всего, для труб большого диаметра необходимо закачивать в систему большое количество теплоносителя, который нужно нагреть. Следовательно, увеличивается расход потребляемой энергии (электричество, газ, жидкое или твёрдое топливо). А трубы сами по себе не являются нагревательным прибором (в радиаторах для обогрева используется метод конвекции, то есть, КПД значительно увеличивается), получается, что расход материалов и энергоносителей не обоснован.
    • Кроме того, увеличение объёма жидкости в контуре ведёт к понижению давления в системе, следовательно, вам придётся устанавливать на возврате вспомогательный циркуляционный насос для отопительной системы, что опять-таки влечёт за собой определённые расходы. Конечно, даже при большом диаметре труб контура достичь нужной температуры в отапливаемом помещении вполне возможно, но цена на материал и энергоносители получится слишком завышенной.

    Внимание!
    Для оптимального монтажа и эксплуатации системы отопления (при подборе диаметра) давление в каждом циркуляционном кольце должно на 10% превышать потери, которые вызывает гидравлическое сопротивление.

    Определение диаметра

    Замер диаметра. Фото

    Для профессиональных расчётов по диаметру труб отопления инженерами-теплотехниками используется большое количество формул и такие вычисления, как правило, нужны для проектов многоэтажных жилых и общественных зданий, предприятий и других учреждений. Для своего дома вам вряд ли понадобятся такие точные цифры, поэтому, мы предлагаем вам упрощённую схему, которой может воспользоваться каждый сантехник.

    Формула для подобных расчётов выглядит так: D = √354*(0.86*Q/Δt)/V, а теперь нам остаётся только подставлять значения параметров под буквы.

    Здесь:

    • D – это диаметр трубы (см);
    • Q – нагрузка на измеряемый участок (кВт);
    • Δt – температурная разница в подающей и возвратной трубе (t⁰C);
    • V – Скорость теплоносителя в системе (м/сек).

    Примечание. Если на подаче теплоносителя у котла его температура составляет 80 ⁰C , а на возврате у котла 60 ⁰C , то в таком случае значение Δt будет равно Δt=80-60=20 ⁰C .

     

    Расход
    Пропускная способность трубы (кг/час)

    Ду трубы
    15 мм
    20 мм
    25 мм
    32 мм
    40 мм
    50 мм
    65 мм
    80 мм
    100 мм

    Па/м
    мбар/м
    ˂0,15м/сек
    ˃0,15м/сек
    0,3м/сек

    90,0
    0,900
    173
    403
    745
    1627
    2488
    4716
    9612
    14940
    30240

    92,5
    0,925
    176
    407
    756
    1652
    2524
    4788
    9756
    15156
    30672

    95,0
    0,950
    176
    414
    767
    1678
    2560
    4860
    9900
    15372
    31104

    97,5
    0,975
    180
    421
    778
    1699
    2596
    4932
    10044
    15552
    31500

    100,0
    1,000
    184
    425
    788
    1724
    2632
    5004
    10152
    15768
    31932

    120,0
    1,200
    202
    472
    871
    1897
    2898
    5508
    11196
    17352
    35100

    140,0
    1,400
    220
    511
    943
    2059
    3143
    5976
    12132
    18792
    38160

    160,0
    1,600
    234
    547
    1015
    2210
    3373
    6408
    12996
    20160
    40680

    180,0
    1,800
    252
    583
    1080
    2354
    3589
    6804
    13824
    21420
    43200

    200,0
    2,000
    266
    619
    1154
    2488
    3780
    7200
    14580
    22644
    45720

    220,0
    2,200
    281
    652
    1202
    2617
    3996
    7560
    15336
    23760
    47880

    240,0
    2,400
    288
    680
    1256
    2740
    4176
    7920
    16056
    24876
    50400

    260,0
    2,600
    306
    713
    1310
    2855
    4356
    8244
    16740
    25920
    52200

    280,0
    2,800
    317
    742
    1364
    2970
    4456
    8568
    17338
    26928
    54360

    300,0
    3,000
    331
    767
    1415
    3078
    4680
    8802
    18000
    27900
    56160

    Пропорциональная зависимость между пропускной способностью и диаметром труб

    Расчёт тепловой мощности (нагрузки)

    Отопительная система частного дома

    Для определения оптимальной тепловой мощности системы отопления частного дома вы можете использовать следующую формулу: Qt=V*∆t*K/860.

    Теперь вам опять-таки остаётся только подставить цифровые значения на место символов и здесь:

    • Qt – это искомая мощность тепловой энергии для данного помещения (кВт/час);
    • V – объём обогреваемого помещения (м3);
    • Δt – температурная разница в подающей и возвратной трубе (t⁰C);
    • K – коэффициент теплопотерь помещения (зависит от типа здания, толщины стен и из термоизоляции);
    • 860 – перевод в кВт/час.

    В частном секторе постройки могут сильно отличаться друг от друга, но, тем не менее, там зачастую используют следующие значения коэффициента теплопотерь (K):

    • Если архитектурное сооружение имеет упрощённую конструкцию (дерево, гофрированный металлопрокат) и там отсутствует изоляция, то K= 3-4;
    • Упрощённая конструкция архитектурного сооружения со слабой степенью термоизоляции, например, кладка в один целый кирпич или пеноблок 600x400x200 мм – здесь K=2-2,9;
    • В стандартных архитектурных сооружениях (кладка в два кирпича и небольшое количество окон и дверей, крыша – стандарт) K= 1-1,9;
    • При высокой степени термоизоляции для стандартных архитектурных сооружений с небольшим количеством окон и дверей и утеплённой крышей и полом, инструкция указывает на то, что K=0,6-0,9.

    Повышенная теплоизоляция стен

    Если вам необходимо произвести расчёт трубного диаметра, то, как уже было отмечено выше, вам необходимо значение разницы температур между улицей и помещением. В помещении за точку отсчёта обычно берётся либо комнатная температура (18-20 ⁰C), либо та, которая вам наиболее подходит, а со стороны улицы вам нужно подставить среднее значение, которое принято для вашего региона.

    Например, ваша комната имеет объём 3,5*5,5*2,6=50,05 м3 и она хорошо утеплена, то есть, там толстые или утеплённые стены, утеплён пол и потолок и воспользуемся коэффициентом 0,9. В Подмосковье средняя температура воздуха в зимний период составляет -28 ⁰C, а для микроклимата в помещении возьмём значение 20 ⁰C, тогда значение ∆t будет равно 28+20=48 ⁰C. В таком случае, Qt=50,05*48*0,9/860≈2,5/час.

    Скорость теплоносителя

    Режимы течения теплоносителя в горизонтальных трубах: а) слоистый; б) волновой; в) поршневой

    Примечание. Минимальная скорость теплоносителя для систем отопления не должно быть менее 0,2-0,25 м/сек.
    В тех случаях, когда скорость падает ниже этого значения, из жидкости начинается выделение воздуха, что способствует образованию воздушных пробок.
    В таких случаях может быть частично утеряна работоспособность контура, а в отдельных ситуациях это может привести к полному бездействию системы, так как поток остановится вообще и это произойдет при работающем циркуляционном насосе.

     

    Внутренний диаметр труб
    Тепловой поток (Q) при ∆t=20Расход воды (кг/час) при скорости движения (м/сек)

    0,1
    0,2
    0,3
    0,4
    0,5
    0,6
    0,7
    0,8
    0,9
    1,0
    1,1

    8
    40918
    81835
    122853
    163570
    204488
    2453105
    2861123
    3270141
    3679158
    4038176
    4496193

    10
    63927
    127755
    191682
    2555110
    3191137
    3832165
    4471192
    5109220
    5748247
    6387275
    7025302

    12
    92041
    183979
    2769119
    3679158
    4598198
    5518237
    6438277
    6438277
    8277356
    9197395
    10117435

    15
    141762
    2874124
    4311185
    5748247
    7185309
    8622371
    10059438
    11496494
    12933556
    14370618
    15807680

    20
    2555110
    5109220
    7664330
    10219439
    12774549
    15328659
    17883759
    20438879
    22992989
    255471099
    281021208

    25
    2992172
    7983343
    11975515
    15967687
    19959858
    239501030
    279421202
    319341373
    359261545
    399171716
    439091888

    32
    6540281
    13080562
    19620844
    261601125
    327001406
    392401687
    457801969
    523202250
    588602531
    654012812
    719413093

    40
    10219439
    20438879
    306581318
    408751758
    510942197
    613132636
    715323076
    817513515
    919693955
    1021884334
    1124074834

    50
    15967687
    319341373
    479012060
    638682746
    798353433
    958024120
    117654806
    1277355493
    1437026179
    1596596866
    1756357552

    70
    112951345
    625902691
    938854037
    1251815383
    1564766729
    1877718074
    2190659420
    25036110768
    28165612111
    31295213457
    344247148013

    100
    638682746
    1277355493
    1916038239
    25547110985
    31933813732
    38320616478
    44707419224
    51694121971
    57480924717
    63867727463
    70254430210

    Таблица для определения трубного диаметра

    Примечание. Плотность воды при 80 ⁰C равна 971,8 кг/м3.

    Скорость жидкости в отопительном контуре может составлять от 0,6м/сек до 1,5м/сек, но в тех случаях, когда соблюдается большее значение, то существенно понижаются гидравлические шумы в системе, поэтому, скорость 1,5м/сек мы и примем за отправную величину.

    Когда у нас имеются все необходимые значения, мы можем подставить их в формулу D = √354*(0.86*Q/Δt)/V, в таком случае у нас получится D = √354*(0.86*2,5/20)/1,5≈1,34, значит, нам понадобится труба с внутренним диаметром 14 мм

    Конечно, когда вы делаете своими руками систему отопления в собственном доме, то вероятность того, что вы будете использовать формулы для расчётов, ничтожно мала, но в этом случае для вас есть пособие в виде таблиц, расположенных в этой статье. Кроме того, в таблице учтён тип циркуляции жидкости, который может быть принудительным или естественным.

    Отопление из полипропилена


    В настоящее время чаще всего (особенно в частном секторе) радиаторные контуры, а также разводка труб отопления к гребёнкам тёплого пола выполняется из полипропилена. Из всех применяемых в данном случае, этот материал обладает наименьшей теплопроводностью, но, тем не менее, в тех местах, где трубы проходят по холодным участкам, их нужно утеплять.

    Заключение

    В заключение можно сказать, что наиболее часто используемый наружный диаметр полипропиленовых труб для отопительных контуров в частном секторе, это 20, 25,32 и 40 мм. Подводку к радиаторам в основном делают сечением 20 мм, изредка 25 мм, а более толстые трубы используются в качестве стояков.