Как рассчитать диаметр трубы отопления, какой должна быть подводка к радиатору, а каким – розлив? Понятно, что гидравлические и теплотехнические расчеты исключительно сложны; однако, быть может, существует какой-то упрощенный алгоритм, пусть даже дающий приблизительный результат?
Давайте разбираться.
Наша задача – подобрать оптимальное сечение трубопровода.
Описание
Действительно, мы можем предложить читателю простейшую схему приблизительного расчета. Она сводится к использованию таблицы зависимости теплового потока при постоянной дельте температур от диаметра трубопровода и скорости теплоносителя (читайте также статью “Какие трубы для отопления лучше: анализ 4-х наиболее распространённых вариантов”).
С учетом того, что шаг диаметра применяющихся в отопительных системах трубопроводов достаточно велик, погрешность мало повлияет на результат.
Однако нужно понимать, что мы намеренно пренебрегаем рядом факторов.
- Материал трубы влияет на ее гидравлическое сопротивление. Сталь с ее шероховатостью будет тормозить поток сильнее, чем гладкий полипропилен.
Заметьте: со временем разница в гидравлическом сопротивлении будет увеличиваться. Стальная поверхность станет постепенно обрастать ржавчиной и известковыми отложениями, а пластик останется таким же гладким и через 30 лет эксплуатации.
- Каждый поворот или переход диаметра дополнительно увеличивает гидравлическое сопротивление.
- То же действие на него оказывает запорная арматура. Напор неизбежно будет падать на каждом вентиле и дросселе.
Повороты, фитинги и запорная арматура вызывают падение напора.
Есть и хорошие новости. Поскольку значение теплового потока дано для фиксированных значений скорости теплоносителя, оно останется неизменным при любых изменениях конфигурации системы отопления.
Наша задача сводится лишь к тому, чтобы обеспечить соответствующие значения скорости; сделать это позволит использование многоступенчатого циркуляционного насоса, цена которого ненамного выше, чем у односкоростного.
Начальные параметры
Итак, как подобрать диаметр труб для отопления?
Для начала нужно определиться с граничными условиями.
- Для расчетов мы используем типичную для автономной радиаторной системы отопления дельту температур в 20С. Как правило, температура подачи поддерживается на уровне примерно 75С, обратки – 55С. Тем самым мы обеспечиваем максимальный ресурс полимерных элементов трубопровода, высокую эффективность теплообмена и избегаем образования конденсата на теплообменнике в котле.
Уточним: разумеется, речь идет о твердотопливном и газовом отопительном оборудовании. По понятным причинам электрокотел образования конденсата на теплообменнике не боится.
В электрокотле отсутствуют пламя и теплообменник, на котором могут конденсироваться продукты сгорания.
- Скорость теплоносителя в норме должна составлять примерно 0,6 – 1 метр в секунду. При меньших значениях дельта температуры в контуре сколь-нибудь большой протяженности неизбежно превысит 20 градусов. При большей (1,5 м/с и более) – станет заметным гидравлический шум.
Расчет
Собственно расчет того, какой диаметр трубы нужен для отопления, складывается из двух операций.
Тепловая мощность
Инструкция по расчету потребности в тепле частного дома выглядит следующим образом:
Заметьте: при расчете потребности в тепле квартиры это значение уменьшается до 40 Вт/м3. Ограждающие конструкции дома контактируют с холодной улицей; квартира же окружена теплыми помещениями.
На фото – якутское село Оймякон. Средняя температура января – -46,4С.
Давайте в качестве примера рассчитаем потребность в тепле одного этажа дома размерами 6 х 12 х 3,2 метра с четырьмя окнами и двумя дверьми.
Место дислокации – Крым.
Теплая зима существенно уменьшает затраты на отопление.
Диаметр
Теперь остался сущий пустяк – на основе потребности в тепле решить, какой диаметр трубы выбрать для отопления. Для этой цели нам потребуются справочные данные.
Внутренний диаметр, мм
Тепловой поток для дельты температур 20С при скорости движения теплоносителя, м/с
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
12
5518
6438
7358
8277
9197
15
8622
10059
11496
12933
14370
20
15328
17883
20438
22992
25547
25
23950
27942
31934
35926
39917
32
39240
45780
52320
58860
65401
40
61313
71532
81751
91969
102188
50
95802
111768
127735
143702
159669
Очевидно, для наших целей достаточно прокладки розлива трубой с внутренним диаметром 15 миллиметров при скорости потока теплоносителя 0,7 м/с.
Нюансы
- Как несложно заметить, расчет своими руками подводок для отдельных отопительных приборов мощностью 1-3 КВт с помощью этой таблицы невозможен. Однако он и не требуется: трубы с внутренним диаметром меньше 12 мм вы просто-напросто не купите в магазине.
- Для полимерных и металлопластиковых труб продавцами обычно указывается не внутренний, а наружный диаметр. Не забудьте учесть толщину их стенок.
Наружный и внутренний диаметры для полипропиленовых труб.
- Если розлив однотрубной системы должен иметь постоянный диаметр, то в случае двухтрубной схемы сечение может редуцироваться по мере удаления от котла. Расчет выполняется отдельно для каждого участка с учетом его потребности в тепле.
Заключение
Надеемся, что приведенная схема расчетов поможет читателю избежать лишних проблем и затрат при сооружении системы отопления в собственном доме.
Как обычно, видео в этой статье предложит дополнительную информацию. Успехов!
