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:
- 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.
