Важным моментом составления плана отопительной системы в коттедже или в частном жилом доме является правильный расчет протяженности трубопровода.

В процессе разработки проектной документации определяют вид и размер стальных или металлопластиковых труб. Именно от расходных материалов, необходимых для установки отопительного оборудования, будет зависеть эффективность работы всего контура.

Три показателя

Расчет диаметра труб для отопления требует внимания к разным интерпретациям термина «диаметр». Каждый тип изделия характеризуется по следующим описаниям:

• выбор по наружному диаметру - обязательный для составления проекта показатель;
• внутренний диаметр - основополагающий показатель, который указывает на пропускные характеристики системы;
• условно номинальное значение проходного отверстия пластиковых труб - установленный показатель, используемый при маркировке изделий.

Маркировка изделий

Нужно помнить, что сантехнические изделия изготавливаются из различных материалов и маркируются соответствующим диаметру числом:

• трубопрокатные изделия из стали и чугуна - их размеры устанавливаются строго по внутреннему сечению;
• у медных и металлопластиковых труб расчет ведется по наружному размеру.

Поэтому, составляя проектную документацию системы отопления, обязательно нужно учитывать свойства материалов. Особенно это важно, если система будет комбинирована из комплектующих разного диаметрального размера.

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.

Составление проекта

Проектная документация отопительного контура выполняется с соблюдением общих требований. Точки входа и выхода с газового котла считаются основными. Изначальный отрезок трубопровода даже при применении полипропиленовой трубы выполняют из металла (примерно 1,5 м. от точки выхода) до первого разветвления системы.

Затем выполняется разводка всей ветки пластиковых или полипропиленовых труб. При этом сечения зависят от протяженности, но обычно каждое следующее ответвление делают меньшего размера, чем предыдущее. Схематичность подсоединения системы труб с охлаждающей жидкостью та же самая, только подводится ко входному отверстию отопительного котла.

Определение необходимых размеров

С технико-экономической точки зрения выбрать диаметр труб лучше с помощью графика общих затрат от основных значений трубопроводной системы. Необходимые размеры металлопластиковых труб определяются по точке пересечения двух кривых на капитальные и эксплуатационные затраты. Предельно допустимая проточность воды в трубопроводной системе отопления зависит от размеров и колеблется в диапазоне от 0,8 до 1,5 м/c.

Практические параметры

Современные трубы относительно диаметра имеют следующую классификацию:

• трубы с малыми сечениями – 5-102 мм;
• среднего типа – 102-406 мм;
• трубы с большим сечением – от 406 мм.

При этом под условным диаметром понимается значение диаметра, округленное до целых в дюймовом выражении (или долях дюйма). При монтаже системы с принудительной циркуляцией специалисты рекомендуют выбрать трубы с как можно меньшим диаметром. Это необходимо по нескольким причинам:

• чем меньше диаметр, тем меньше теплоносителя нужно греть – это экономия денег и времени;
• малое сечение дает меньшую скорость течения воды в трубопроводе;
• такие трубы проще монтировать, и они экономически более выгодны.

Простая формула

Как провести расчет, если нет мощности обогрева? На самом деле, расчет диаметра труб можно провести, вооружившись таблицей диаметров и критерием мощности в 1 кВт на 10 м2. Для площади в 20 м2 расчет будет следующий: определение количества мощности на обогрев – 2*1кВт, итого 2 кВт; с учетом поправки на 20% (запас) получаем 2,4 кВт. Т.е. для обогрева комнат в доме понадобится 2,4 кВт.

Согласно таблице нужно найти мощность 2,4 кВт (2400 Вт) и соотнести со значением теплового потока – так показана оптимальная скорость движения воды в системе. Таблицы такие рассчитаны на двухтрубную систему отопления. При этом видно, что выбор сечения трубы для обогрева 20 м2 должен находится в пределах от 8 мм до 10 мм.

15917 3 10

Толстый и тонкий: как рассчитать диаметр трубы для отопления

Приветствую, камрады! Эта статья — о том, какой диаметр трубы выбрать для отопления. В ней я расскажу о методиках расчета проходимости и сечения, дам ряд практических рекомендаций по подбору размеров и объясню разницу между разными видами труб. Итак, в путь.

Методика расчета

Справочные данные

Между тепловой нагрузкой, сечением трубопровода и скоростью движения теплоносителя существует простая и понятная зависимость: количество перекачиваемой тепловой энергии можно увеличить, сделав трубопровод толще или заставив воду двигаться быстрее.

С сечением все понятно: чем толще труба, тем она дороже. Почему нельзя существенно увеличить скорость перекачки теплоносителя? Потому, что при ее повышении до 1,5 м/с возникают заметные гидравлические шумы, делающие пребывание в отапливаемом помещении откровенно некомфортным.

Обычно расчет сечения розлива выполняется для скорости движения потока в 0,4 — 0,6 м/с. Снижение скорости до 0,25 м/с и ниже не только повлияет на эффективность отопления, но и не позволит теплоносителю выдавить воздушные пробки к воздухоотводчику или крану Маевского.

Вот таблица, позволяющая с минимальными затратами времени выполнить расчет внутреннего диаметра трубопровода при известной тепловой нагрузке на него.

Внутренний диаметр, мм	Тепловой поток(КВт) при скорости движения потока, м/с
	0,4	0,5	0,6
12	3,7	4,6	5,5
15	5,75	7,2	8,6
20	10,2	12,8	15,3
25	16	20	24
32	26,2	32,7	39,2
40	40,9	51,1	61,3
50	63,9	79,8	95,8

Как подобрать диаметр труб для отопления, руководствуясь этой таблицей? Очень просто:

1. Выбрать максимально соответствующую вашим условиям тепловую нагрузку из второго — четвертого столбцов;
2. Взять соответствующее ей значение из первого столбца.

Что это за зверь — тепловая нагрузка? Как своими руками рассчитать ее?

• Для розлива в частном доме она берется равной пиковой мощности отопительного котла, теплового насоса или другого источника тепла;

• Для подводки к отдельному отопительному прибору тепловая нагрузка равна его паспортной мощности с поправкой на реальный температурный режим. Как правило, производители указывают мощность для идеальных условий — дельты температур между теплоносителем и воздухом отапливаемого помещения в 70 градусов (то есть при +20 в комнате батарея должна быть нагрета до 90 С).
  На практике в автономном контуре поддерживается 70 — 75 градусов на подаче и 50 — 55 на обратке, что при комфортных +25 в доме даст дельту температур в 30 — 50 С. При дельте в 50 градусов тепловая мощность батареи уменьшится и будет составлять 50/70=0,714 от паспортного значения;

• Для отдельных участков контура тепловая нагрузка равна суммарной мощности подключенных отопительных приборов. Скажем, если в комнате установлены две батареи по 1,2 КВт, она будет равна 1,2*2=2,4 КВт.

Откуда взять данные о тепловой мощности батарей? В общем случае — из сопроводительной документации или с сайта производителя. Грубый расчет можно выполнить, исходя из следующих значений:

• Чугунная секция в идеальных условиях отдает 140 — 160 Вт тепла;
• Биметаллическая -180 Вт;
• Алюминиевая — 200 Вт.

Я привел данные для радиаторов стандартного размера, с межосевым расстоянием поводок 500 мм. В линейках многих производителей есть батареи с меньшим и большим размером секций.

Как определить тепловую нагрузку, если в качестве отопительных приборов вы планируете использовать сварные регистры нестандартных размеров?

Для первой секции регистра (нижней трубы) формула имеет вид Q=3.14*D*L*k*Dt, где:

• Q — заветная тепловая мощность в ваттах;
• D — наружный диаметр в метрах;
• L — длина (опять-таки в метрах);
• k — коэффициент передачи тепла, определяющийся теплопроводностью материала и толщиной стенок трубы. Для стального регистра коэффициент берется равным 11,63 Вт/м2*С;
• Dt — та самая дельта температур между теплоносителем и воздухом в помещении.

Вторая и последующие секции регистра находятся в восходящем потоке теплого воздуха от первой секции, что уменьшает их теплоотдачу. Для них мощность рассчитывается с коэффициентом 0,9.

Давайте, в качестве примера вычислим тепловую мощность регистра для следующих условий:

• Он состоит из четырех одинаковых секций;

Я сознательно пренебрегаю теплоотдачей перемычек между секциями и торцов секций. Она незначительна на фоне общей мощности прибора.

• Каждая секция имеет наружный диаметр 108 мм (0,108 метра) и длину 2 метра;
• Регистр нагрет до 60 градусов, а воздух в комнате — до 23.

Вначале вычисляем мощность первой секции. Она равна 3,14*0,108*2*11,63*(60-23)=292 ватта (с округлением до целого значения).

Затем находим тепловую мощность второй и последующих секций. Она будет равной 292*0,9=263 ватта (опять-таки с округлением).

Последний этап — вычисление суммарной мощности всех секций. 292+263*3=1081 ватт.

А теперь давайте выясним, какой диаметр трубы нужен для отопления при подключении этого регистра. Как легко заметить, минимальное значение в приведенной выше таблице перекрывает его мощность в три с лишним раза. Стало быть, подводка с внутренним размером 12 мм не будет ограничивать теплоотдачу регистра при любой разумной скорости потока.

Практика

Теория немногого стоит, если она не подкреплена практикой. Вот инструкция по выбору размеров, основанная на моем многолетнем практическом опыте.

• Любой отопительный прибор можно смело подключать трубой диаметром ДУ 15 (1/2 дюйма). Ограничение одно: в системе ЦО многоквартирного дома подводка в обязательном порядке должна комплектоваться перемычкой, диаметром не уступающей стояку (как правило, ДУ 20 — ДУ25). При изменении конфигурации уменьшение диаметра стояка недопустимо;

• В системе с принудительной циркуляцией в качестве розлива можно использовать трубу размером ДУ 25 или, при некотором увеличении скорости потока, ДУ 20;

На фото — участок разводки отопления в моем подвале. Использована полипропиленовая труба размером 25 мм.

В новых домах с ЦО стояки отопления разводятся именно трубой ДУ 20. В десятиэтажном доме на парных стояках этого диаметра монтируется 20 радиаторов или .

Стояк отопления в многоквартирном доме. Размер трубы — ДУ 20.

• В гравитационной (самотечной) системе отопления диаметр розлива увеличивается до ДУ 32 — ДУ 50. Дело в том, что увеличение внутреннего сечения трубы позволяет резко снизить ее гидравлическое сопротивление — важнейший параметр в контуре, циркуляция в котором обеспечивается лишь разницей в плотности горячей и холодной воды.

Такие разные диаметры

Из-за разницы в системе наименований труб из разных материалов в голове потенциального покупателя неизбежно возникает некоторая путаница. Я попробую внести ясность в этот вопрос.

• Стальная труба маркируется условным проходом, или ДУ. Он примерно равен внутреннему диаметру; небольшие отклонения фактического размера от ДУ обусловлены разбросом толщины стенок обыкновенных, легких и усиленных водогазопроводных труб;

• Маркировка DN обозначает тот же самый ДУ (условный проход). Однако DN часто указывается в дюймах. Дюйм — это 2,54 сантиметра; только вот маркировка в дюймах традиционно округляется до нескольких целых и дробных значений, что усугубляет путаницу. Для удобства читателя я приведу таблицу соответствия размеров стальных труб в миллиметрах и дюймах;

ДУ	Размер в дюймах
15	1/2
20	3/4
25	1
32	1 1/4
40	1 1/2
50	2

• Трубы из сшитого и обычного полиэтилена, полипропилена и металлополимерные изделия маркируются наружным диаметром . В среднем их диаметр на шаг больше внутреннего сечения: труба размером 25 мм имеет такое же внутреннее сечение, как стальная ДУ 20, 32 мм соответствует ДУ 25 и так далее;

• Все полимерные изделия имеют более низкое, чем сталь, гидравлическое сопротивление благодаря минимальной шероховатости стенок. Кроме того, они на зарастают со временем ржавчиной и известковыми отложениями, поэтому их диаметр подбирается без запаса. А вот стальные трубы для системы ЦО лучше покупать с учетом этих факторов, округляя расчетный диаметр труб в большую сторону.

Заключение

Надеюсь, что мне удалось исчерпывающе ответить на накопившиеся у уважаемого читателя вопросы. Как всегда, дополнительные материалы можно изучить, просмотрев видео в этой статье. Я буду признателен за ваши дополнения и комментарии. Успехов, камрады!

31 июля 2016г.

Если вы хотите выразить благодарность, добавить уточнение или возражение, что-то спросить у автора - добавьте комментарий или скажите спасибо!

Правильное проектирование отопительной системы заключается в учете всех возможных факторов влияния на ее эффективность КПД. Помимо корректного подбора основных компонентов, котла, радиаторов, групп безопасности, следует правильно рассчитать сечение магистралей. Для этого нужно знать оптимальный диаметр труб отопления: как правильно выбрать и рассчитать его самостоятельно?

Трудности выбора диаметра труб отопления

Казалось бы – выбор диаметра труб для отопления частного дома не является сложной задачей. Они должны лишь обеспечить доставку теплоносителя от источника его нагрева к приборам теплоснабжения – радиаторам батареям.

Но на практике неправильно подобранный диаметр или подающей трубы может привести к значительному ухудшению работы всей системы. Это объясняется процессами, которые происходят во время движения воды по магистралям. Для этого нужно знать основы физики и гидродинамики. Чтобы не вдаваться в дебри точных расчетов, можно определить основные характеристики отопления, которые напрямую зависят от сечения трубопроводов:

• Скорость движения теплоносителя . Она влияет не только на повышение шума при работе теплоснабжения, но и нужна для оптимального распределения тепла по приборам отопления. Попросту вода не должна успеть остыть до минимального уровня при достижении последнего радиатора в системе;
• Объем теплоносителя . Так, диаметр труб с естественной циркуляцией отопления должен быть большим, чтобы снизить потери при трении жидкости о внутреннюю поверхность магистрали. Однако наряду с этим увеличивается объем теплоносителя, что влечет за собой повышение затрат на его нагрев;
• Гидравлические потери . Если в системе будут применены разные диаметры пластиковых труб для отопления, то неизбежно возникнет разность давления на их стыке, что приведет к возрастанию гидравлических потерь.

Как выбрать диаметр трубы для отопления, чтобы по факту установки не пришлось переделывать всю систему теплоснабжения из-за крайне низкой эффективности? Прежде всего, следует выполнить правильный расчет сечения магистралей. Для этого рекомендуется воспользоваться специальными программами и при желании проверить результат самостоятельно вручную.

В месте состыковки диаметры полипропиленовых труб для отопления уменьшаются из-за наплава. Снижение сечения зависит от степени нагрева при пайке и соблюдения технологии монтажа.

Порядок расчета сечения магистралей теплоснабжения

Перед тем как рассчитать диаметр трубы отопления необходимо определиться с их основными геометрическими параметрами. Для этого нужно знать основные характеристики магистралей. К ним относятся не только эксплуатационные качества, но и размеры.

Каждый производитель указывает значение сечения труб – диаметр. Но фактически он зависит от толщины стенки и материала изготовления. Перед приобретением определенной модели трубопроводов нужно знать следующие особенности обозначения геометрических размеров:

• Расчёт диаметра полипропиленовых труб для отопления делается с учетом того, что производители указывают наружные габаритные размеры. Для вычисления полезного сечения необходимо отнять две толщины стенки;
• Для стальных и медных трубопроводов даются внутренние размеры.

Зная эти особенности можно делать расчет диаметра коллектора отопления, труб и других компонентов для монтажа.

При выборе полимерных труб отопления нужно обязательно уточнить о наличии в конструкции армирующего слоя. Без него при воздействии горячей воды магистраль не будет иметь должной жесткости.

Определение тепловой мощности системы

Как правильно подобрать диаметр труб для отопления и следует ли это делать без расчетных данных? Для небольшой системы отопления можно обойтись без сложных вычислений. Важно лишь знать следующие правила:

• Оптимальный диаметр труб с естественной циркуляцией отопления должен составлять от 30 до 40 мм;
• Для закрытой системы с принудительным движением теплоносителя следует использовать трубы меньшего сечения для создания оптимального давления и скорости потока воды.

Для точного вычисления рекомендуется использовать программа для расчета диаметра труб отопления. Если же их нет – можно воспользоваться приблизительными вычислениями. Сначала необходимо найти тепловую мощность системы. Для этого необходимо воспользоваться следующей формулой:

Q=(V*Δt*K)860

Где Q – рассчитываемая тепловая мощность отопления, кВт/ч, V – объем комнаты (дома), м³, Δt – разница между температурами на улице и в помещении, °С, К – расчетный коэффициент тепловых потерь дома, 860 – величина для перевода полученных значений в приемлемый формат кВт/ч.

Наибольшие затруднения при предварительном расчете диаметра пластиковых труб для отопления вызывает поправочный коэффициент К. Он зависит от теплоизоляции дома. Его лучше всего взять из данных таблицы.

В качестве примера расчета диаметров полипропиленовых труб для отопления можно вычислить требуемую тепловую мощность комнаты общим объемом 47 м³. При этом температура на улице будет -23°С, а в помещении – +20°С. Соответственно разница Δt составит 43°С. Поправочный коэффициент возьмем равным 1,1. Тогда требуемая тепловая мощность составит.

Q=(47*43*1.1)/860=2.585 кВт/час

Следующий этап выбора диаметра трубы для отопления – определение оптимальной скорости движения теплоносителя.

В представленных расчетах не учитывается поправка на шероховатость внутренней поверхности магистралей.

Скорость воды в трубах

Оптимальный напор теплоносителя в магистралях необходим для равномерного распределения тепловой энергии по радиаторам и батареям. Для правильного подбора диаметров труб отопления следует принимать оптимальные значения скорости продвижения воды в трубопроводах.

Стоит помнить, что при превышении интенсивности движения теплоносителя в системе могут возникать посторонние шумы. Поэтому данное значение должно быть равно от 0,36 до 0,7 м/с. Если параметр будет меньше – неизбежно возникнут дополнительные тепловые потери. При его превышении появятся построение шумы в трубопроводах и радиаторах.

Для окончательного расчета диаметра трубы отопления следует воспользоваться данными из таблицы, представленной ниже.

Подставляя в формулу расчета диаметра трубы отопления в полученные ранее значения можно определить, что оптимальный диаметр трубы для конкретного помещения составит 12 мм. Это лишь приблизительный расчет. На практике специалисты рекомендуют к полученным значениям прибавить 10-15%. Это объясняется тем, что формула расчета диаметра трубы отопления может измениться из-за добавления новых компонентов в систему.
Для точного вычисления потребуется специальная программа для расчета диаметра труб отопления. Подобные программные комплексы можно скачать в демоверсии с ограниченными возможностями расчетов.

Расчет отопительного коллектора и монтажных гильз

Вышеописанная технология вычислений может быть применена для всех видов теплоснабжения – однотрубного, двухтрубного и коллекторного. Однако для последнего необходимо сделать правильный расчет диаметра коллектора отопления.

Этот элемент отопления необходим для распределения теплоносителя по нескольким контурам. При этом расчет правильного диаметра коллектора отопления неразрывно связан с вычислением оптимального сечения трубопровода. Это следующий этап проектирования системы теплоснабжения.

Для вычисления диаметра отопительного коллектора необходимо сначала рассчитать сечение труб по вышеописанной схеме. Затем можно воспользоваться достаточно простой формулой:

М0=М1+М2+М3+М4

Где М0 – искомый диаметр коллектора, М1 , М2 , М3 , М4 – диаметры подключаемых трубопроводов.

При определении высоты и оптимального расстояния между патрубками применяется принцип «трех диаметров». Согласно ему удаленность труб на конструкции должна составлять 6 радиусов каждой. Общий диаметр отопительного коллектора также равен этому значению.

Но кроме этого компонента системы нередко приходится применять дополнительные. Как узнать диаметр гильзы для труб отопления? Только выполнив предварительный расчет сечения магистралей. Кроме этого нужно учитывать толщину стен и материал их изготовления. От этого будет зависеть конструкция гильзы, степень ее теплоизоляции.

На значение диаметра гильзы для труб отопления влияет материал изготовления стены, а также трубы. Важно учитывать возможную степень расширения при нагреве поверхности. Если диаметры пластиковых труб теплоснабжения составляют 20 мм, то такой же параметр у гильзы должен быть не менее 24 мм.

Монтаж гильзы необходимо делать на цементный раствор или аналогичный ему негорючий материал.

Дополнительные данные для расчета диаметра труб теплоснабжения

После выбора диаметра труб для отопления частного дома нужно правильно подобрать их материал изготовления, а также учесть особенности отопительной системы. На этот параметр влияет схема расположения магистралей, а также количество запорной и регулирующей арматуры.

Помимо знания диаметра труб в отоплении с естественной циркуляцией нужно учитывать высоту разгонного стояка и правильно подобрать размер его сечения. Он должен быть на минимальной высоте 1,5 относительно других элементов теплоснабжения. Для увеличения скорости движения теплоносителя диаметр полипропиленовых труб, используемых в конструкции разгонного коллектора должен быть на один размер больше, чем у основной магистрали.

Также важно учитывать толщину стенки трубопроводов. Она зависит от материала изготовления и может варьироваться от 0,5 мм (стальные) до 5 мм (пластиковые). На выбор диаметра труб для системы отопления частного дома оказывает влияние материала изготовления. Так, пластиковые магистрали рекомендуется устанавливать для систем с принудительной циркуляцией. Их внутренний диаметр может варьироваться от 10 до 30 мм. Подробнее о толщине стенок полимерных труб для отопления можно узнать из данных таблицы.

Для стальных моделей необходимо учитывать не только их геометрические размеры, но и массу. Она напрямую зависит от толщины стенки. В программах для расчета диаметра труб отопления обязательно должна быть функция по вычислению удельного веса 1 м.п. стальной магистрали.

Зная эти дополнительные характеристики можно сделать наиболее точный расчет параметров отопительной системы, включая правильный подбор диаметров отопительных труб.

Материал изготовления труб отопления

Помимо правильного выбора диаметров трубы для теплоснабжения нужно знать характеристики их материала изготовления. Это скажется на тепловых потерях системы, а также на трудоемкости монтажа.

Следует помнить, что расчет диаметров отопительных труб выполняется только после выбора материала их изготовления. В настоящее время для комплектации систем теплоснабжения применяют несколько типов трубопроводов:

• Полимерные . Они изготавливаются из полипропилена или сшитого полиэтилена. Отличие заключается в дополнительных компонентах, добавляемых в процессе производства. После выполнения расчёта диаметра полипропиленовых труб для теплоснабжения нужно правильно подобрать толщину их стенки. Она варьируется от 1,8 до 3 мм в зависимости от параметров максимального давления в магистралях;
• Стальные . До недавнего времени это был самый распространенный вариант обустройства отопления. Несмотря на свои более чем хорошие прочностные характеристики стальные трубы имеют ряд существенных недостатков – сложный монтаж, постепенное ржавление поверхности и повышенная шероховатость. В качестве альтернативы можно применять трубы, изготовленные из нержавеющей стали. Одна их стоимость на порядок выше «черных»;
• Медные . По техническим и эксплуатационным характеристикам медные трубопроводы являются оптимальным вариантом. Они характеризуются достаточным растяжением, т.е. если в них замерзнет вода – труба некоторое время будет расширяться без потери герметичности. Недостаток – высокая стоимость.

Кроме правильно подобранного и рассчитанного диаметра труб нужно определиться со способом их соединения. Он также зависит от материала изготовления. Для полимерных применяют муфтовое соединение с помощью сварки или на клеевой основе (очень редко). Стальные трубопроводы монтируются с помощью дуговой сварки (лучшее качество соединений) или резьбовыми методом.

В видеоматериале можно ознакомиться с примером расчета диаметра труб в зависимости от оптимальной скорости потока теплоносителя:

Когда перед вами встаёт необходимость установки труб отопления для котла, важно грамотно рассчитать их параметры. Также здесь важен тип системы отопления. Если она работает за счет принудительной циркуляции, то теплоноситель движется благодаря насосу циркуляционного типа. И при подборке труб нужно учитывать их главную функцию – доводить требуемый объём тепла к нагревателям (радиаторам, либо регистрам).

1. Совокупные тепловые потери всего дома, либо квартиры.
2. Мощь отопительных устройств в каждом помещении.
3. Длина трубопровода.
4. Метод разводки технологии (с одной трубой, с двумя, наличие натуральной или вынужденной циркуляции).

Для вычисления диаметра идёт схема с обозначенными показателями теплового воздействия на каждой составляющей.

Также следует учесть и такой нюанс: если будете ставить полипропиленовые или медные трубы, нужно знать, что у них делается маркировка внешнего диаметра. Что выявить внутренний диаметр, следует вычесть от внешнего диаметра толщину стенки.

У изделий из стали и металлопластика обозначается внутренний диаметр.

Тонкости с определением

Скрупулёзный расчёт сечения трубы сделать невозможно. Необходимо выбирать одну из нескольких версий. Причина: для достижения одного эффекта годятся различные способы. То есть встаёт задача по подаче к радиаторам требуемого объёма. При этом элементы должны нагреться равномерно.

Если работа идёт с технологией, имеющей принудительную циркуляцию, используются трубы, тепловой носитель и насос.

Здесь есть две версии действий, чтобы произвести расчет диаметра трубы для отопления:

1. Устроить трубы с меньшим диаметром. Тогда подача теплового носителя происходит со значительной скоростью.
2. Сделать технологию с трубами большего сечения, но с более медленным движением.

Первая версия более популярна. Причины:

1. Приемлемые цены для труб меньших диаметров.
2. Удобная работа с такими трубами.
3. Когда делается открытая прокладка, эти трубы менее выделяются.
4. При внедрении в пол или стены трубам нужны малогабаритные штробы.
5. При скромном диаметре концентрируется меньше тепла, в итоге сокращается инертность, и экономится топливо.

Расчёт диаметра на основе мощи радиаторов

Существуют нормативные диаметры, высчитан определённый объём тепла, которое должно следовать по этим трубам. И постоянность рассчитывать одни и те же значения не рационально. По этой причине были сформированы вспомогательные расчётные таблицы. По этим данным на основе нужного объёма тепла, динамики движения теплового носителя (ДДТН) и температур работы технологии, вычисляется потенциальный диаметр трубы для систем отопления. И для вычисления сечения в отопительной сети нужно найти подходящие данные и по ним ориентироваться в размерах.

Рассчитывать требующийся диаметр следует по указанной ниже формуле, после чего добытые показатели отразить в таблице.

Расчет диаметра трубы отопления

D -трубопроводый диаметр (по умолчанию), мм

∆t° -температурные отличия в подаче и обратном движении, °С

Q - воздействие на конкретный участок сети, кВт - вычисленный вами объём тепла для обогреваемой комнаты.

V -ДДТН, м/с - используется из конкретного спектра.

В индивидуальной отопительной технологии ДДТН бывает от 0,2до 1,5 м/с. Согласно обширной практике, оптимальный показатель лежит в диапазоне 0,3 м/с - 0,7 м/с.

Если ДДТН ниже, то образуется воздушная пробка. А если выше, появляются сильные шумы.

Подходящий интервал скоростей подбирается по таблице. Применяются таблицы для изделий из разного материала (металла, пластика, полипропилена, металлопластика, меди). Есть данные для нормативных рабочих режимов: с высокой и средней температурной составляющей.

Пример 1. Система с двумя трубами.

1. В двухэтажном доме действует данная система.
2. На каждом из этажей есть крылья в количестве двух.
3. Будут применяться трубы из полипропилена.
4. Рабочий режим 80/60.
5. Температурная дельта 20 °C
6. Тепловые потери всего жилого помещения – 38 кВт. Из них 20 кВт получаются на первый этаж, 18 КВт – на второй.

Здесь работают 2 схемы.

1. Правая часть (крыло).

1. Левая часть (крыло).

Расчётные действия:

1. Вычисление трубы для зоны от котла до начального разветвления. Здесь идёт весь тепловой носитель. Объём тепла – 38 кВт. В таблице отыскивается нужная строка. По неё следуйте до розоватой зоны и поднимайтесь вверх. Подходящие диаметры: 40 и 50 мм. Лучше использовать меньший.
2. Посмотрите на схему. Где идёт разделение потока по этажам. В таблице отыскиваются нужные строки, выявляется сечение труб. Для развода обеих веток подходит D = 32 мм.
3. Каждый контур делится на две ветки. У них не отличий по нагрузке. На первом этаже в правую и левую сторону следует по 10 кВт. (результат деления 20 кВт). На втором получается 9 кВт. В таблице ищутся показатели ля этих зон: 25 мм. Такой размер применяется до понижения теплового воздействия до 5 кВт. Затем следует сечение 20 мм. Вычисляя значения для первого этажа, на данный параметр нужно перейти после второго обогревателя, а на втором этаже – после третьего.Специалисты рекомендуют перестраиваться на 20 мм при воздействии в 3 кВт.

После этих действий диаметры для указанных труб в обозначенных условиях найдены. Для обратного движения рассчитывать сечение не надо. А для разводки используйте те же трубы, что и для подачи.

Если будете задействовать не полипропиленовые изделия, вам помогут таблицы, в которых отражены значения по выбранному вами материалу.

Пример 2. Сеть с одной трубой. Принудительная циркуляция.

Расчёты идут по тому же принципу. Отличие в методе. Здесь применяется другая таблица. В ней оптимальный участок ДДТН имеет голубую окраску. Показатели мощности занесены в поле. Поэтому и сам процесс происходит иначе.

По нейопределим внутренние диаметры в указанной отопительной системе.Другие условия: 1 этаж, 6 радиаторов с последовательным подключением.

Расчётные действия.

1. На входной участок сети от котла идёт 15 кВт. В зоне подходящих динамик отыскиваются показатели, приближенные к 15 кВт. Они таковы: 20 и 25 мм. Выбираем наименьший.
2. На первом обогревателе тепловое воздействие сокращается до 12 кВт. Этот параметр находится в таблице. На второй радиатор получается также 20 мм.
3. На третий необходимо воздействие в 10,5 кВт. Находится сечение – оно аналогичное – 20 мм.
4. На четвёртый приходится 15 мм. Расчёт: 10,5 – 2 = 8,5 кВт.
5. На пятый то же значение.
6. На шестой – 12 мм.

По найденным диаметрам труб для отопления определяем маркировку и подходящий материал.

Эти действия применимы для труб из полипропилена и металлопластика. Обладают скромной теплопроводностью. А через каждую стенку получаются несущественные потери. А если для системы взяты трубы из металла, то длина трубопровода получается приличная, такой же получается и потеря через поверхность.

Расчёты сечения металлических аналогов

Для внушительных отопительных сетей с металлическими трубами учитываются тепловые траты через стенки. Они не столь велики, но при большой длине трубы приводят к крайне низким температурам на заключительных обогревателях. И причиной тому может стать ошибочный выбор диаметра.

Пример расчёта:

Условия: стальная труба, D= 40 мм, толщина стенки = 1,4 мм.

Формула расчёта потерь такова: q = k*3.14*(tв-tп)

q - потери тепла на метр трубы,

k – линейный показатель тепловой передачи (для предложенной трубы он таков: 0,272 Вт*м/с);

tв - температурный показатель воды в данной трубе - 80°С;

tп - температурный показатель воздуха в комнате - 22°С.

Подставляются значения:

q = 0,272*3,15*(80-22)=49 Вт/с

Таким образом, на каждом метре потери составляют порядка 50 Вт. Если длина большая, потери могут стать фатальными. Разумеется, чем внушительнее сечение, тем огромнее потери. Если требуется учитывать и такие потери, то во время расчётных действий к сокращению теплового воздействия на радиатор следует приплюсовать потери в трубопроводе. И по общему значению вычисляется нужный диаметр для отопления дома.

Для индивидуальных отопительных технологий подобные значения не пагубны. И при вычислении потерь и мощи оборудования обычно округляют величины к увеличению. Так получается некоторый резерв, позволяющий избегать сложных расчётных операций.

Где взять таблицы?

Все производители труб для котла предлагают их на своих сайтах. Если не удалось отыскать необходимую таблицу, можно выбрать одно из этих действий:

1. Применить предложенные ниже принципы подбора диаметров.
2. Другое решение.

Обычно, маркируя трубы, производители обозначают внешние или внутренние параметры. С некоторой погрешностью они приравниваются. Если знаете внутренний диаметр, то можете вычислить и тип, и маркировку по предложенной таблице. Здесь же определяется параметр трубы из прочего материала.

Пример: стоит задача по расчёту диаметр труб из металлопластика для котла. Таблица для данного материала не найдена. Есть данные по полипропилену.Подбираются параметры для него. По таблице вычисляются аналоги для металлопластика. Имеется погрешность. Но если сеть имеет принудительную циркуляцию, эта погрешность приемлема.

Таблица по трубам из разных материалов.

Другой метод определения диаметра

Его основа – логика при изучении многих отопительных систем. Этот метод изобретён монтажниками. Он работает для частных построек и квартир на малогабаритных системах.

Рабочая схема данного метода:

Из многих котлов идут патрубки первого (подачи) и обратного движения. Их параметры:¾ и ½ дюйма. И эта труба применяется для разводки до начального разветвления. А потом на следующей ветке размер сокращается на один шаг.

В системах, скромных по размерам, обычно присутствует 3-9 радиаторов, 2-3 ветки. Для каждой из них приходится 2-3 радиатора. Для подобных сетей эта методика оптимальна. Он приемлем и для одноэтажных частных построек.

Эффективность отопления зависит не только от материала, применяемого при изготовлении, но и от геометрических характеристик труб, в первую очередь от диаметра. Бесспорно, теплопроводность стали, металлопластика, меди и других материалов различная, НО пропускная способность системы будет зависеть от диаметра труб, по которым происходит перемещение теплоносителя. А чем больше перемещений произойдет в некоторый интервал времени, тем теплее будет в доме.

В зависимости от диаметра труб в системе, разветвление и длинна трубопровода.

Зависимость КПД отопительной системы от диаметра труб

Для корректной работы всей системы, необходимо правильно спроектировать трубопровод. На этом этапе производится оценка ожидаемых теплопотерь. Их количество должно быть минимально, в противном случае, эффективность всей системы значительно упадет.

Для получения экономичной отопительной системы, имеющую высокий КПД, потребуется, помимо характеристик применяемого материала, рассчитать длину и диаметр труб. При необдуманном выборе труб может пострадать их гидродинамика.

Некоторые считают, что чем больше сечение трубопровода, тем больше эффект обогрева. Это мнение ошибочно, так как, при слишком большом значении этого параметра может упасть до минимума величина давления и никакого обогрева не будет.

Диаметр труб в частном доме, в первую очередь, зависит от варианта подачи теплоносителя в систему. В случае централизованной магистрали, расчет проводится, как и в квартире. Но если вы имеете свою собственную систему отопления, тогда размер труб будет зависеть от характеристик материала и схемы отопления. Расход носителя тепла, потери давления и скорость перемещения по металлическим и ПЭ трубам существенно отличается.

Таблица зависимости расхода тепла от материала трубы отопления 0,69

Труба	Расход, куб.м./час	Скорость, м/с	Потери напора м/100м
Новая сталь 133х5	60	1,4	3,6
Старая сталь 133х5	60	1,4	6,84
ПЭ 100 110х6,6 (SDR 17)	60	2,26	4,1
ПЭ 80 110х8,1 (SDR13,6)	60	2,41	4,8
Новая сталь 245х6	400	2,6	4,3
Старая сталь 245х6	400	2,6	7,0
ПЭ 100 225х13,4 (SDR 17)	400	3,6	4,0
ПЭ 80 225х16,6 (SDR 13,6)	400	3,85	4,8
Новая сталь 630х10	3000	2,85	1,33
Старая сталь 630х10	3000	2,85	1,98
ПЭ 100 560х33,2 (SDR 17)	3000	4,35	1,96
ПЭ 80 560х41,2 (SDR 13,6)	3000	4,65	2,3
Новая сталь 820х12	4000	2,23	0,6
Старая сталь 820х12	4000	2,23	0,87
ПЭ 100 800х47,4 (SDR 17)	4000	2,85	0,59
ПЭ 80 800х58,8 (SDR 13,6)	4000	3,0

Особенности выбора труб для отопления

Параметры, влияющие на диаметр труб следующие:

• внутренний диаметр – основная характеристика труб;
• внешний диаметр, участвующий в классификации труб.

Он бывает:

• малый — до 102 мм;
• средний — от 102 до 406 мм;
• большой — от 406 мм;
• условный диаметр, измеряемый в дюймах.

Разность внутреннего и внешнего диаметра трубы будет равно толщине стенки. Толщина, в первую очередь, зависит от материала трубы.

Специалисты считают, что при установке принудительного отопления, сечение труб должно быть минимальным, потому, что:

• для меньшего диаметра труб из пластика требуется меньшее количество теплоносителя, а отсюда и снижение затрат и времени нагрева;
• при небольшом сечении скорость перемещения теплоносителя невысока;
• монтаж небольших труб намного легче.

Но, при чрезмерно маленьком диаметре труб, отопление будет очень шумным и не эффективным. Оптимальная скорость движения теплоносителя по трубам должна составлять от 0,3 до 0, 7 м/с. Желательно выбирать эти значения.

Расчет диаметра трубы при проектировании системы отопления

Для того чтобы разобраться в таблице диаметров и произвести выбор необходимого значения при проектировании, давайте рассмотрим пример расчета для комнаты площадью 20 квадратных метров.

• Сначала определяем необходимое значение тепловой мощности для обогрева;
• Для нашего помещения потребуется 2 кВт;
• Делаем запас в 20%, получаем 2,4 кВт;
• Если помещение имеет окна, . Их число, как правило, соответствует количеству окон. При наличии двух окон, ставим два радиатора по 1,2 кВт. При необходимости, мощность радиаторов увеличивается. Уменьшать этот параметр нельзя.
• С помощью таблицы внутренних диаметров определяем мощность и смотрим максимальное значение потока тепла.

В области, имеющей оранжевый цвет, указана оптимальная скорость перемещения жидкости в нашей системе. В данной таблице имеются значения всех характеристик двухтрубной системы отопления, учитывая разность температуры в начале и в конце трубопровода.

Таблица диаметров труб отопления, согласно которой, можно рассчитать оптимальный диаметр труб в двухтрубном отоплении.

Внутренний диаметр трубопровода, мм
	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5
8	40918	8835	122653	163570	204488
10	63927	127755	191682	2555110	3193137
12	92040	183979	2759119	3679158	4598198
15	143762	2874124	4311185	5748247	7185309
20	255110	5109220	7664330	10219439	12774549
25	3992172	7983343	11975515	15967687	19959858
32	6540281	13080562	19620844	261601125	327001406
40	10219439	20438879	306561318	408751758	510942197
50	15967687	319341373	479012060	638682746	798353433
70	312951346	625902691	938854037	1251815383	1564766729
100	638682746	1277355493	1916038239	25547110985	21933813732

Внутренний диаметр трубопровода	Тепловой поток, при 20 градусах
	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
10	2453105	2861123	3270141	3679158	4088176
12	3832165	4471192	5109220	5748247	6387275
15	5518237	6438277	7358316	8277356	9197395
20	8622371	10059433	11496494	12933556	14370618
25	15328659	17883769	20438879	22992989	255471099
32	239501030	279421202	319341373	359261545	399171716
40	392401687	457801969	523202250	588602531	654012812
50	613132636	715323076	817513515	919693955	1022184349
70	958024120	1117684806	1277355493	1437026179	15966968666
100	1877718074	2190669420	25036110766	28165612111	31295213457
100	38320616478	44707419224	51094121971	57480924717	63867727463