Как выполняется расчет диаметров трубопроводов отопления при известной мощности котла? Как подсчитать минимальный диаметр для отдельного участка контура? В этой статье нам предстоит познакомиться с формулами, используемыми при вычислениях, и сопроводить знакомство примерами расчетов.
Мы научимся вычислять внутренний диаметр трубы. Стоит помнить, что обычно они маркируются внешним.
Зачем это нужно
А в самом деле – для чего необходим расчет диаметров труб отопления? Почему просто-напросто не взять трубы заведомо избыточного размера? Ведь тем самым мы обезопасим себя от чрезмерно медленной циркуляции в контуре.
Увы, у такого подхода есть несколько серьезных недостатков.
- Материалоемкость и, соответственно, цена погонного метра растет пропорционально квадрату диаметра. Расходы будут далеко не копеечными.
Заметьте: для сохранения того же рабочего давления при увеличении диаметра трубы приходится увеличивать толщину стенок, что дополнительно увеличивает материалоемкость.
- Что не менее важно, увеличившийся диаметр трубопровода означает увеличение объем теплоносителя и, соответственно, выросшую тепловую инерционность системы. Она будет дольше прогреваться и дольше остывать, что не всегда желательно.
- Наконец, при открытой прокладке толстых труб отопления они не очень-то украсят помещение, а при скрытой – увеличат глубину штроб в стенах или толщину стяжки на полу.
Спрятать в штробы толстые трубы заметно сложнее.
Формулы
Поскольку мы с вами, уважаемый читатель, не посягаем на получение диплома инженера-теплотехника, не станем лезть в дебри.
Упрощенный расчет диаметра трубопровода отопления выполняется по формуле D=354*(0,86*Q/Dt)/v, в которой:
- D – искомое значение диаметра в сантиметрах.
- Q – тепловая нагрузка на соответствующий участок контура.
- Dt – дельта температур между подающим и обратным трубопроводами. В типичной автономной системе она равна примерно 20 градусам.
- v – скорость потока теплоносителя в трубах.
Похоже, для продолжения нам не хватает кое-каких данных.
Чтобы выполнить расчет диаметра труб для отопления, нам нужно:
Скорость теплоносителя
Она должна соответствовать паре граничных условий.
С одной стороны, теплоноситель должен оборачиваться в контуре примерно три раза за час. В противном случае заветная дельта температур заметно увеличится, сделав нагрев радиаторов неравномерным. Кроме того, в сильные холода мы получим вполне реальную возможность разморозки наиболее холодных участков контура.
Медленная циркуляция привела к разморозке радиатора.
С другой стороны, избыточно большая скорость породит гидравлические шумы. Засыпать под гул воды в трубах – удовольствие, скажем так, на любителя.
Допустимым считается диапазон скоростей потока от 0,6 до 1,5 метров в секунду; при этом в расчетах обычно используется максимально допустимое значение – 1,5 м/с.
Тепловая мощность
Вот схема ее расчета для нормированного теплового сопротивления стен (для центра страны – 3,2 м2*С/Вт).
- Для частного дома за базовую мощность берутся 60 ватт на кубометр помещения.
- К ним добавляется 100 ватт на каждое окно и 200 – на каждую дверь.
- Результат умножается на региональный коэффициент, зависящий от климатической зоны:
Средняя температура января
Коэффициент
-40
2,0
-25
1,6
-15
1,4
-5
1
0
0,8
Средняя температура января на карте страны.
Так, помещение объемом 300 м2 с тремя окнами и дверью в Краснодаре (средняя температура января – +0,6С) потребует (300*60+(3*100+200))*0,8=14800 ватт тепла.
Для зданий, тепловое сопротивление стен которых значительно отличается от нормированного, используется еще одна упрощенная схема: Q=V*Dt*K/860, где:
- Q – потребность в тепловой мощности в киловаттах.
- V – объем отапливаемого помещения в кубометрах.
- Dt – разница температур между помещением и улицей в пик холодов.
Полезно: температуру в помещении лучше брать соответствующей санитарным нормам, уличную – среднему минимуму за последние несколько лет.
- К – коэффициент утепления здания. Откуда брать его значения? Инструкция отыщется в очередной таблице.
Коэффициент утепления
Описание ограждающих конструкций
0,6 – 0,9
Пенопластовая или минераловатная шуба, утепленная кровля, энергосберегающие тройные стеклопакеты
1,-1,9
Кладка в полтора кирпича, однокамерные стеклопакеты
2 – 2,9
Кладка в кирпич, окна в деревянных рамах без утепления
3-4
Кладка в полкирпича, остекление в одну нитку
Откуда брать нагрузку для отдельного участка контура? Она рассчитывается по объему помещения, которое отапливается этим участком, одним из приведенных выше способов.
Пример расчета
Итак, в теории мы знаем, как рассчитать диаметр трубы отопления.
Давайте подтвердим теоретические знания практикой и своими руками выполним расчет для следующих условий:
- Нам необходимо вычислить диаметр розлива в частном доме площадью 100 квадратных метров.
- Высота потолка в доме – 2,8 метра.
- Стены представляют собой кадку газобетонными блоками марки D600 толщиной 40 см с наружной пенопластовой шубой толщиной 150 мм.
Пенопластовая шуба сведет потери тепла к минимуму.
- Дом расположен в Комсомольске-на-Амуре Хабаровского края (средний минимум температуры января – -30,8 С). Внутреннюю температуру примем равной +20 С.
Вначале вычислим потребность в тепловой мощности.
Утепление явно обеспечит тепловое сопротивление лучше нормированного, что заставит нас обратиться к второй из приведенных схем расчета.
Осталось выполнить собственно расчет диаметра трубы для отопления. Он будет равным 354*(0.86*11,4/50)/1,5=2,4 см, что соответствует стальной ВГП трубе ДУ 25 или полипропиленовой трубе с внешним диаметром 32 мм.
На фото – полипропиленовый отопительный розлив.
Заключение
Позволим себе напомнить, что нами приведены предельно упрощенные схемы расчетов. Как всегда, дополнительную тематическую информацию читатель сможет обнаружить в прикрепленном к статье видео. Успехов!
