Вітаю камради! Ви знаєте, який діаметр труби потрібен для опалення приватного будинку? Якщо вас зацікавив заголовок статті, то, мабуть, не знаєте. Я збираюся виправити цей недолік і познайомити вас із гранично простими та зрозумілими схемами розрахунків системи опалення. Отже, у дорогу.

Крок за кроком

Щоб визначити розмір труб на різних ділянках опалювальної системи, потрібно знати:

1. Потреба у теплі всього будинку. Вона визначає потужність котла або іншого джерела тепла та діаметр розливу на вході та виході з його теплообмінника;
2. Теплове навантаження на окремі ділянки контуру. Вона складається із сумарної потужності опалювальних приладів і визначається тепловтратами опалювального приміщення або групи приміщень.

Обчислюємо потужність котла

Проста схема

Радянські СНиПи півстолітньої давності пропонували розраховувати теплову потужність системи опалення, виходячи з норми 100 Вт на квадратний метр. Скажімо, будинку площею 150 м2 потрібне джерело тепла потужністю 150х100 = 15000 Вт, або 15 кВт. Крапка.

Схема зрозуміла, проста і дає величезні похибки. Справа в тому, що вона повністю ігнорує ряд факторів, що дуже сильно впливають на втрати тепла:

• Висоту стелі. У квартирах будинків будівлі 60-90 років 20 століття вона була типовою - 2,5 метри. У котеджах можна зустріти розкид від 2,4 до 4 і більше метрів. Тим часом зі збільшенням висоти стелі збільшуються опалювальний об'єм, площа стін (через які втрачається тепло) і, відповідно, зростають витрати енергії на обігрів;

• Якість утеплення стін. Будівля з газобетону із зовнішнім утепленням пінопластом або мінеральною ватою втрачатиме куди менше тепла, ніж дачний будиночок зі стінами в один;

Коли створювався СНиП, що пропонує розраховувати опалення за нормою 100 Вт/м 2 , стандартом де-факто були типові для будинків сталінської споруди цегляні стіни завтовшки 2 цегли (з урахуванням товщини швів кладки - 51-52 сантиметри).

• Площа та структуру скління. Через вікна в загальному випадку губиться набагато більше тепла, ніж через стіни, тому чим більше їх площа - тим більше тепла потрібно для обігріву. При цьому вікна можуть відрізнятися теплопровідністю: потрійний енергозберігаючий склопакет пропускає в 8-10 разів менше тепла, ніж одиночне скління;
• Кліматичні умови. При незмінному якості утеплення тепловтрати прямо пропорційні різниці температури між опалювальним будинком і зовнішнім повітрям. При +20 в будинку витрата тепла в 0 ° С і -40 ° С на вулиці різняться рівно втричі. Нормативи БНіП, вірні для європейської частини Росії, однаково непридатні для теплих і холодних регіонів.

Точна схема

Як врахувати усі змінні під час проектування опалювальної системи котеджу?

Дуже просто. У розрахунках слід врахувати:

1. обсягопалювального приміщення. Він дорівнює добутку опалювальної площі на висоту стелі;
2. Якість утепленнястін та тепловтрати через вікна;

1. Максимальну різницю температуриз вулиці.

Формула до розрахунку має вигляд Q=V*K*Dt/860. У ній:

• Q - потужність, що розраховується (кВт);
• V - об'єм будинку або окремого приміщення, яке ми маємо опалювати (м3);
• K - коефіцієнт розсіювання тепла, що визначається якістю утеплення стін та структурою скління вікон;
• Dt – різниця між температурою в будинку (у розрахунках її приймають відповідною санітарним нормам) та нижнім піком зимових температур (читай – температурою п'яти найхолодніших днів найхолоднішого місяця).

Наголошую: у розрахунках враховується температура найхолоднішої п'ятиденки, а не абсолютний мінімум температури. Екстремальні заморозки трапляються періодично раз на кілька десятиліть, і закладати їх у проект, м'яко кажучи, накладно.

Де взяти значення санітарних норм та зимових мінімумів температури?

З першим параметром все просто: він дорівнює +18 ° С у регіонах із середнім мінімумом зимової температури вище -31 градуси і +20 ° С у більш холодній кліматичній зоні.

Джерелом інформації про температури найхолодніших п'ятиденок для різних регіонів країни може стати СНиП 23-01-99, присвячений будівельній кліматології. Якщо вам не хочеться ритися в нормативній документації – просто знайдіть своє місто на карті рядком нижче.

Чому дорівнює коефіцієнт тепловтрат?

Він підбирається з наступних діапазонів значень:

Зображення	Коефіцієнт та опис будівництва
	0,6-0,9 : утеплений фасад, потрійні та/або енергозберігаючі вікна.
	1-1,9 : стіни в 2 цегли та подвійні склопакети.
	2-2,9 : стіни - 25 см цегляної кладки або 10 см бруса, вікна - з поодиноким склінням.
	3-4 : будівництво з металевими стінами без утеплення.

Давайте ще раз розрахуємо сумарну потужність опалювальної системи для будинку площею 150 квадратів, уточнивши ряд додаткових параметрів:

• Будинок розташований у Севастополі (температура найхолодніших п'яти днів зими – -14 градусів);
• Його стіни складені з інкерманського каменю (місцевої осадової породи з гарними теплоізолюючими якостями) і мають товщину 40 см;
• Висота стелі – 3,2 метра;
• Вікна – пластикові, з однокамерними склопакетами.

Приступимо до розрахунку.

Об'єм приміщеннядорівнює 150х3,2 = 480 кубометрів.

Коефіцієнт утепленняз урахуванням украй низької теплопровідності інкерманського каменю приймаємо рівним одиниці (1,0).

Дельта температур між будинком та вулицеюдорівнює 20 - -14 = 34 °С.

Підставляємо значення у формулу: Q = 480 * 1 * 34/860 = 19 (з округленням) кіловат.

Обчислюємо потужність окремого контуру

Теплове навантаження на кожній окремій ділянці контуру опалення дорівнює сумі значень потужності підключених до нього опалювальних приладів. Якщо в кімнаті стоїть два радіатори по 1,5 кВт кожен, то вона створює навантаження на контур, що дорівнює 1,5+1,5=3 кіловатам.

Сумарна потужність всіх опалювальних приладів у будинку повинна бути рівною номінальній потужності котла або трохи перевищувати її.

Де взяти інформацію про потужність приладів?

Для панельних, пластинчастих радіаторів та конвекторів – лише у супровідній документації або на офіційному сайті виробника.

У разі секційних радіаторів можна використовувати у розрахунках такі значення потужності на одну секцію:

Зображення	Тип радіатора та номінальна теплова потужність секції
	Чавунний: 140-160 Вт.
	Біметалічний: 180-190 Вт.
	Алюмінієвий: 200-210 Вт.

Як завжди є нюанс. Виробники вказують потужність для цілком конкретного режиму роботи – для дельти температури між поверхнею радіатора та навколишнім повітрям 70 градусів.

На практиці цей режим досягається лише в системі центрального опалення і тільки в пік холодів: при температурі на подачі опалення 95 °С ближні до елеваторного вузла батареї можуть нагрітися до 90 градусів при температурі повітря в квартирах 20 °С.

Фактична теплова потужність секції зменшуватиметься пропорційно різниці температур між опалюваним приміщенням і . При +60 на поверхні радіатора і +25 у кімнаті дельта температур дорівнюватиме 35 градусам, а теплова потужність кожної секції впаде відносно номінальної рівно вдвічі.

Розрахунок діаметра розливу та підводок до радіаторів виконується для найвищої температури теплоносія, з якою планується експлуатувати опалювальну систему, та мінімальної температури у приміщенні. В цьому випадку в проект закладається максимально можливе теплове навантаження.

Давайте розберемо розрахунок навантаження на окремий контур опалення на прикладі.

Дано:

• Кімната опалюється двома радіаторами з номінальною потужністю 1,5 кВт кожен;
• Система опалення працюватиме із температурою подачі 75 градусів;
• Повітря в кімнаті може остигати до +18 °С.

Дельта температурдорівнює 75-18 = 57 ° С, або 57/70 = 0,81 від тієї, за якої радіатор віддає номінальну потужність.

Фактична потужністьрадіаторів (тобто максимальне теплове навантаження на контур) дорівнює 3 * 0,81 = 2,43.

Обчислюємо діаметр труби

На розрахунковий діаметр труб для системи опалення впливають два параметри:

, яку ми щойно навчилися розраховувати;

Швидкість теплоносіяу контурі. Чим швидше він рухається, тим більше тепла переноситься за одиницю часу при постійному внутрішньому перерізі труби.

У системі з циркуляційним насосом вигідніше не збільшувати діаметр розливу та підводок, а прискорити циркуляцію, поставивши продуктивніший насос. Ціна метра погонного труби при зростанні діаметра збільшується нелінійно, тому ставити товсті труби накладно.

Однак тут є обмежуючий фактор – гідравлічні шуми. При швидкості понад 0,7 м/с з'являється шум на дроселях, а при 1,5 м/с і вище – на поворотах та фітингових з'єднаннях. Тому в розрахунки закладається швидкість циркуляції 0,4-0,6 м/с.

Внутрішній діаметр труби розраховується за формулою D=√354*(0,86*Q/Dt)/V. У ній:

• D – шуканий діаметр (мм);
• Dt - різниця температур на вході та виході контуру (°С);

Типовий перепад температури між подачею та обраткою в автономному контурі – 20 градусів.

• V – швидкість теплоносія (м/с).

Так, при потужності котла 12 кВт, дельті температур 20 градусів та швидкості води в контурі 0,6 м/с мінімальний внутрішній діаметр розливу дорівнює √354*(0,86*12/20)/0,6=17,4 мм.

У сталевої труби її номінальний розмір (ДК, або DN) приблизно дорівнює внутрішньому діаметру. З урахуванням реальної лінійки розмірів внутрішньому діаметру 17,4 мм відповідає водогазопровідна труба ДУ 20.

Для підводок до радіаторів та невеликих опалювальних контурів важко розрахувати перепад температури між подачею та обраткою. В цьому випадку простіше підібрати розміри труб за таблицею:

У приватних будинках монтаж системи опалення частіше виконується не сталевими трубами, а пластиковими та металопластиковими. Причина – нижча ціна погонного метра поліпропіленових або металополімерних труб порівняно із сталевими. Ці вироби використовують іншу систему позначень розміру: їм вказується зовнішній діаметр.

На пропускну здатність розливу або підведення впливає лише внутрішній переріз труби. Щоб розрахувати внутрішній діаметр, відніміть від зовнішнього діаметра дві товщини стінки. Обидва параметри завжди вказуються у маркуванні.

приклад: нам потрібна труба з внутрішнім діаметром 17,4 мм. Стінка армованої поліпропіленової труби 25 мм має товщину 3,2 мм. Внутрішній діаметр труби дорівнює 25-(3,2*2)=18,6 мм.

Вердикт: підходить.

Особливий випадок

Гравітаційна опалювальна система має кілька особливостей:

• Надлишковий тиск у системі відсутній. Контур повідомляється з атмосферою через відкритий розширювальний бачок;
• Замість насоса теплоносій рухається природною конвекцією.: нагріта котлом вода витісняється у верхню точку опалювального розливу та повертається до котла через розлив самопливом, шляхом віддаючи тепло батареям.

Переваги гравітаційної схеми опалення - повна енергонезалежність та абсолютна безпека. Вода, що закипіла в теплообміннику котла, не викличе його вибух: пара покине контур через відкритий розширювальний бак.

Зворотний бік переваг природної циркуляції - мінімальний гідравлічний напір у контурі. Наслідки низького напору – повільна циркуляція води та нерівномірне нагрівання радіаторів.

Щоб компенсувати низький напір, необхідно зменшити до мінімуму гідравлічний опір розливу.

Як це зробити?

Інструкція очевидна: треба збільшити його діаметр. Втрата напору в трубі обернено пропорційна її внутрішньому перерізу.

Внутрішній діаметр опалювального розливу в гравітаційній системі не повинен бути меншим за 32-40 міліметрів.

Висновок

Сподіваюся, що цей матеріал допоможе читачеві проектувати власну опалювальну систему. Дізнатись більше про методики розрахунку опалення вам допоможе відео в цій статті. Чекаю на ваші доповнення до неї. Успіхів, камради!

16709 3 10

Товстий та тонкий: як розрахувати діаметр труби для опалення

Вітаю камради! Ця стаття про те, який діаметр труби вибрати для опалення. У ній я розповім про методики розрахунку прохідності та перерізу, дам ряд практичних рекомендацій щодо підбору розмірів і поясню різницю між різними видами труб. Отже, у дорогу.

Методика розрахунку

Довідкові дані

Між тепловим навантаженням, перетином трубопроводу і швидкістю руху теплоносія існує проста і зрозуміла залежність: кількість теплової енергії, що перекачується, можна збільшити, зробивши трубопровід товще або змусивши воду рухатися швидше.

З перетином все зрозуміло: чим товстіша труба, тим вона дорожча. Чому не можна суттєво збільшити швидкість перекачування теплоносія? Тому що при її підвищенні до 1,5 м/с виникають помітні гідравлічні шуми, що роблять перебування в приміщенні, що опалюється, відверто некомфортним.

Зазвичай розрахунок перерізу розливу виконується швидкості руху потоку в 0,4 — 0,6 м/с. Зниження швидкості до 0,25 м/с і нижче не тільки вплине на ефективність опалення, але й не дозволить теплоносія видавити повітряні пробки до відвідника повітря або крана Маєвського.

Ось таблиця, що дозволяє з мінімальними витратами часу виконати розрахунок внутрішнього діаметра трубопроводу за відомого теплового навантаження на нього.

Внутрішній діаметр, мм	Тепловий потік (КВт) при швидкості руху потоку, 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

Як підібрати діаметр труб для опалення, керуючись цією таблицею? Дуже просто:

1. Вибрати максимально відповідне вашим умовам теплове навантаження з другого - четвертого стовпців;
2. Взяти відповідне їй значення першого стовпця.

Що це за звір – теплове навантаження? Як своїми руками розрахувати її?

• Для розливу в приватному будинку вона береться до рівної пікової потужності опалювального котла, теплового насоса або іншого джерела тепла;

• Для підведення до окремого опалювального приладу теплове навантаження дорівнює його паспортній потужності з поправкою на реальний температурний режим. Як правило, виробники вказують потужність для ідеальних умов - дельти температур між теплоносієм і повітрям опалювального приміщення 70 градусів (тобто при +20 в кімнаті батарея повинна бути нагріта до 90 С).
  На практиці в автономному контурі підтримується 70 - 75 градусів на подачі і 50 - 55 на зворотному місці, що при комфортних +25 в будинку дасть дельту температур в 30 - 50 С. При дельті в 50 градусів теплова потужність батареї зменшиться і становитиме 50/70 =0,714 від паспортного значення;

• Для окремих ділянок контуру теплове навантаження дорівнює сумарній потужності підключених опалювальних приладів. Скажімо, якщо в кімнаті встановлені дві батареї по 1,2 кВт, вона дорівнюватиме 1,2 * 2 = 2,4 кВт.

Звідки взяти дані про теплову потужність батарей? Загалом — із супровідної документації чи із сайту виробника. Грубий розрахунок можна виконати, виходячи з наступних значень:

• Чавунна секція в ідеальних умовах віддає 140-160 Вт тепла;
• Біметалічна -180 Вт;
• Алюмінієва - 200 Вт.

Я навів дані для радіаторів стандартного розміру, з міжосьовою відстанню повідець 500 мм. У лінійках багатьох виробників є батареї з меншим та більшим розміром секцій.

Як визначити теплове навантаження, якщо як опалювальні прилади ви плануєте використовувати зварні регістри нестандартних розмірів?

Для першої секції регістра (нижньої труби) формула має вигляд Q=3.14*D*L*k*Dt, де:

• Q - заповітна теплова потужність у ВАТ;
• D - Зовнішній діаметр в метрах;
• L - Довжина (знову-таки в метрах);
• k - коефіцієнт передачі тепла, що визначається теплопровідністю матеріалу та товщиною стінок труби. Для сталевого регістру коефіцієнт береться рівним 11,63 Вт/м2*С;
• Dt — та сама дельта температур між теплоносієм та повітрям у приміщенні.

Друга та наступні секції регістру знаходяться у висхідному потоці теплого повітря від першої секції, що зменшує їхню тепловіддачу. Їх потужність розраховується з коефіцієнтом 0,9.

Давайте, як приклад обчислимо теплову потужність регістру для наступних умов:

• Він складається із чотирьох однакових секцій;

Я свідомо нехтую тепловіддачею перемичок між секціями та торцями секцій. Вона незначна і натомість загальної потужності приладу.

• Кожна секція має зовнішній діаметр 108 мм (0,108 метра) та довжину 2 метри;
• Реєстр нагрітий до 60 градусів, а повітря в кімнаті - до 23.

Спочатку обчислюємо потужність першої секції. Вона дорівнює 3,14 * 0,108 * 2 * 11,63 * (60-23) = 292 ВАТ (з округленням до цілого значення).

Потім знаходимо теплову потужність другої та наступних секцій. Вона дорівнює 292*0,9=263 вата (знову-таки з округленням).

Останній етап – обчислення сумарної потужності всіх секцій. 292 +263 * 3 = 1081 ват.

А тепер з'ясуємо, який діаметр труби потрібен для опалення при підключенні цього регістру. Як легко помітити, мінімальне значення у наведеній вище таблиці перекриває його потужність в три рази. Отже, підведення з внутрішнім розміром 12 мм не обмежуватиме тепловіддачу регістру за будь-якої розумної швидкості потоку.

Практика

Теорія трохи стоїть, якщо вона не підкріплена практикою. Ось інструкція щодо вибору розмірів, заснована на моєму багаторічному практичному досвіді.

• Будь-який опалювальний прилад можна підключати трубою діаметром ДУ 15 (1/2 дюйма).Обмеження одне: в системі ЦО багатоквартирного будинку підводка в обов'язковому порядку повинна комплектуватися перемичкою, що не поступається діаметром стояку (як правило, ДУ 20 — ДУ25). При зміні зміни зменшення діаметра стояка неприпустимо;

• У системі з примусовою циркуляцією як розлив можна використовувати трубу розміром ДУ 25або при деякому збільшенні швидкості потоку, ДУ 20;

На фото – ділянка розведення опалення у моєму підвалі. Використана поліпропіленова труба розміром 25 мм.

У нових будинках із ЦО стояки опалення розлучаються саме трубою ДУ 20. У десятиповерховому будинку на парних стояках цього діаметра монтується 20 радіаторів або .

Стояк опалення у багатоквартирному будинку. Розмір труби - ДК 20.

• У гравітаційній (самотечній) системі опалення діаметр розливу збільшується до ДК 32 - ДК 50. Справа в тому, що збільшення внутрішнього перерізу труби дозволяє різко знизити її гідравлічний опір - найважливіший параметр в контурі, циркуляція в якому забезпечується лише різницею в щільності гарячої та холодної води .

Такі різні діаметри

Через різницю в системі найменувань труб з різних матеріалів у голові потенційного покупця неминуче виникає деяка плутанина. Я спробую внести ясність у це питання.

• Сталева труба маркується умовним проходом, або ДК. Він приблизно дорівнює внутрішньому діаметру; невеликі відхилення фактичного розміру від ДУ обумовлені розкидом товщини стінок звичайних, легких та посилених водогазопровідних труб;

• Маркування DN позначає той самий ДУ (умовний прохід). Однак DN часто вказується у дюймах. Дюйм – це 2,54 сантиметри; Тільки ось маркування в дюймах зазвичай округляється до кількох цілих і дрібних значень, що посилює плутанину. Для зручності читача я наведу таблицю відповідності розмірів сталевих труб у міліметрах та дюймах;

ДК	Розмір у дюймах
15	1/2
20	3/4
25	1
32	1 1/4
40	1 1/2
50	2

• Труби зі зшитого та звичайного поліетилену, поліпропілену та металополімерні вироби маркуються. зовнішнім діаметром. У середньому їх діаметр на крок більше внутрішнього перерізу: труба розміром 25 мм має такий самий внутрішній переріз, як сталева ДУ 20, 32 мм відповідає ДУ 25 і так далі;

• Всі полімерні вироби мають нижчий, ніж сталь, гідравлічний опір завдяки мінімальній шорсткості стін. Крім того, вони не заростають з часом іржею і вапняними відкладеннями, тому їх діаметр підбирається без запасу. А ось сталеві труби для системи ЦО краще купувати з урахуванням цих факторів, округляючи розрахунковий діаметр труб у більшу сторону.

Висновок

Сподіваюся, що мені вдалося вичерпно відповісти на питання, що накопичилися у шановного читача. Як завжди, додаткові матеріали можна вивчити, переглянувши відео у цій статті. Я буду вдячний за ваші доповнення та коментарі. Успіхів, камради!

Ефективність роботи опалювальної магістралі залежить від потужності опалювального котла, радіаторів, параметрів арматури. Підходящий діаметр труб для опалення визначається за допомогою онлайн-програм або самостійних розрахунків, а також технічних показників та матеріалу. Знаючи всі нюанси, власник будинку може підібрати якісні та надійні вироби.

Труднощі вибору діаметра трубопроводу

При виборі труб враховується внутрішній та зовнішній діаметр, а також матеріал виготовлення

Основна складність підбору діаметра полягає у особливостях планування магістралі. Враховуються:

• зовнішній показник (мідь та пластик) – поверхня арматури може віддавати теплові потоки в приміщення;
• внутрішній діаметр (сталь та чавун) – дозволяє розрахувати пропускні характеристики окремої ділянки;
• умовні параметри – округлене значення в дюймах, необхідне теоретичних підрахунків.

Для визначення перерізу враховують, що на 1 м2 приміщення витрачається 100 Вт енергії.

Залежність розміру від швидкості теплоносія

Вибір показника діаметра визначить пропускну спроможність магістралі з урахуванням рекомендованої швидкості 04-06 м/сек. При цьому враховується, що при швидкості менше 0,2 м/с утворюються повітряні пробки, а при швидкості більше 0,7 м/с є ризик підвищення тиску теплоносія.

Для виключення тепловтрат і збільшення швидкості теплоносія встановлюється насос

Наскільки рівномірно розподіляється теплова енергія за контуром і визначає діаметр патрубків. Чим він менший, тим швидше рухається вода, але швидкісні показники мають обмеження:

• до 0,25 м/сек – інакше є ризики появи повітряних пробок та неможливості їх видалення спускниками, тепловтрат у кімнаті;
• не більше 1,5 м/сек – теплоносій у процесі циркуляції шумітиме;
• 0,36-0,7 м/сек – еталонна величина швидкості теплоносія.

Для контролю за інтенсивністю циркуляції без підвищення діаметра патрубків використовується циркуляційний насос.

Параметри об'єму теплоносія

Для систем із природною циркуляцією краще вибрати арматуру зі збільшеним діаметром. Це зменшить втрати тепла в процесі тертя води про внутрішню поверхню. При використанні цього прийому слід врахувати, що при збільшенні обсягу води підвищуються витрати енергії на її нагрівання.

Гідравлічні втрати

Явище виникає, якщо трубопровід зроблений із пластикових виробів різного діаметра. Причина полягає в різниці тисків на місцях стиків та збільшення гідравлічних втрат.

Формула обчислення діаметра магістралі

Правильне визначення діаметра труби, яка використовується для магістралі опалення багатоквартирного або приватного будинку, здійснюється на підставі таблиці та формули. Працюючи з таблицею необхідно орієнтуватися на зелені клітини – у яких зазначена оптимальна швидкість тиску теплоносія.

Розрахунок здійснюється за формулою D= √(354*(0.86*Q/∆t)/V), де:

• V– швидкість рідини у трубі (м/с);
• Q– необхідна кількість тепла для обігріву (кВт);
• ∆t- Різниця між зворотною і прямою подачею (С);
• D- Діаметр труби (мм).

У системі з природною циркуляцією діаметр труб вибирають більший

Як приклад можна розглянути двоповерховий будинок з чотирма крилами (по 2 на поверх), підключений до двотрубної системи з сумарними втратами тепла 36 кВт, 20 кВт з яких припадає на обігрів 1-го поверху, 16 кВт - другого. Для комунікацій використовувався поліпропілен, вони працюють у режимі 80/60 за нормальної температури 10 градусів.

Алгоритм підрахунку:

1. Весь об'єм води посідає ділянку з'єднання першої гілки з котлом. Це загальна кількість тепла, що дорівнює 38 кВт.
2. По таблиці необхідно визначити цей рядок і відповідні зелені осередки. За даних параметрів необхідний діаметр – 40 і 50 мм. Вибір робиться на користь меншого.
3. По розвилці видно кількість тепла на першому (20 кВт) та другому (16 кВт) поверхах. Перетин трубної арматури за таблицею – 32 мм.
4. Оскільки на кожному поверсі два крила, контур розділений на два відгалуження. Для першого поверху 20/2=10 кВт на крило, другого – 16/2=8 кВт на крило.
5. По таблиці визначається діаметр – 25 мм, використовуваний досі падіння навантаження до 5 кВт, потім – 20 мм.

Розрахунки для обратки не потрібні - використовуються труби з аналогічними параметрами.

Важливі технічні характеристики труб

Якісне обігрів приміщення неможливе без урахування технічних характеристик обладнання. Їх можна розглянути на прикладі стандартних виробів із поліпропілену марки РN 20 та 30.

При теплоносії зі швидкістю 0,4 м/сек необхідно враховувати теплову потужність виробів різного діаметра. При зовнішніх параметрах 20 мм виробляється 4,1 кВт, за 25 мм – 6,3 кВт, за 32 мм – 11,5 кВт, за 40 мм – 17 кВт.

Порядок розрахунку колектора опалення та монтажних гільз

Гільзи на колектор опалення встановлюють після вибору діаметра труб

Колектором опалення оснащується квартира або будинок. Пристрій забезпечує розведення теплоносія з кількох гілок. Розрахунок колектора проводиться разом із перетином труб за зовнішнім або внутрішнім розміром на підставі принципу «трьох діаметрів» – труби на трасі віддаляються одна від одної на 6 радіусів кожен. Діаметр колектора також дорівнює цій величині.

Параметри гільз обчислюються після встановлення перерізу магістралі. Елементи підбираються з урахуванням матеріалу стіни та арматури, ступеня розширення при нагріванні. Наприклад, діаметр труби із пластику – 20 мм, гільзи – 24 мм.

Послідовність обчислення перерізу опалювальних магістралей

Для комунікацій з циркуляційними насосами знадобиться врахувати обсяг теплоносія в системі, загальну довжину теплотраси, еталонну швидкість потоку, теплопередачу опалення, потужність обладнання, величину опору та тиск без насоса.

Щоб з'ясувати розмір виробів, потрібно зробити поправку на зниження ККД - опору поворотів, вигинів та фітингів. Обчислення можна проводити за формулою H = λ(L/D)(V2/2g), де:

• Н- Висота нульового тиску без напору в м;
• λ - Коефіцієнт опірності труб;
• L- Довжина магістралі;
• D- Внутрішній діаметр труби в мм;
• V- Швидкість потоку в м / с;
• g- Прискорення вільного падіння, що дорівнює 9,81 м/с2.

У процесі обчислень мінімальних втрат тепла потрібно перевірити кілька варіантів діаметрів щодо мінімального опору.

Характеристики матеріалів для виготовлення труб

Таблиця діаметрів пластикових труб для опалення

Виробники випускають трубопроводи з кількох типів матеріалів.

Полімерні

Вироби, для яких використовується пластиковий матеріал - зшитий або звичайний поліетилен. Після обчислень можна встановити, який діаметр пропіленових труб потрібний для опалення приватного будинку в залежності від типу обладнання:

• одна або дві батареї – 16 мм;
• радіатор або група радіаторів із потужністю 1-2 кВт (стандартні), до 5 батарей потужністю до 7 кВт – 20 мм;
• плече тупикової розводки (крило будинку), радіатори до 8 шт. загальною потужністю до 11 кВт – для опалення найкраще використовувати пропіленові труби діаметром 25 мм;
• один поверх (до 12 радіаторів із загальною потужністю до 19 кВт) – 32 мм;
• магістраль із 20 радіаторів до 30 кВт потужністю – 40 мм.

Товщина стін полімерних виробів підбирається за параметрами тиску в мережі і буває 1,8-3 мм.

Сталеві

Відрізняються міцністю та гарною тепловіддачею, але складні у плані монтажу. Поверхня арматури з нержавіючої сталі не піддається корозії, характеризується гладкістю. Сталева опалювальна арматура за ГОСТ 3262-75 класифікується за зовнішнім діаметром, від якого залежить товщина стінок. Дані вказані у таблиці.

Стандартні та легкі модифікації використовуються для організації квартирного або домашнього опалення.

Обчислити оптимальний переріз трубопроводу професіоналу нескладно. Практичний досвід + спеціальні таблиці – цього достатньо, щоб прийняти правильне рішення. А ось як бути пересічному власнику житла? Адже багато хто воліє монтувати опалювальний контур самотужки, але при цьому не мають профільної інженерної освіти. Ця стаття стане гарною підказкою для тих, кому потрібно визначитися з діаметром труби для опалення приватного будинку.

Є кілька нюансів, на які слід звернути увагу:

• По-перше, усі дані, отримані виходячи з обчислень за формулами – приблизні. Різні округлення величин, усереднені коефіцієнти – це вносить ряд поправок у кінцевий результат.
• По-друге, специфіка експлуатації будь-якого контуру опалення має свої особливості, тому будь-які розрахунки дають лише орієнтовні дані, "на всі випадки".
• По-третє, трубна продукція випускається у певному асортименті. Це саме стосується і діаметрів. Відповідні величини розташовуються у певному ряду, з градацією за значеннями. Тому доведеться підбирати номінал, найближчий до розрахункового.

Виходячи з вищесказаного, доцільно скористатися практичними рекомендаціями фахівців.

Всі Ду - в "мм". У дужках – для систем із природною циркуляцією теплоносія.

• Загальна труба лінії – 20 (25).
• Відведення до батарей – 15 (20).
• При діаметр 25 (32).

Але це загальні параметри контуру, які враховують його специфіку. Точніші значення відображені в таблиці.

Що враховується при виборі діаметра труб

Потужність теплогенератора. Вона береться за основу та визначається індивідуально для кожної будівлі. На що орієнтується власник, купуючи котел? На сукупну площу всіх опалюваних приміщень. Саме це обов'язково уточнить менеджер у точці продажу, якщо у покупця виникнуть питання щодо цього пункту.

На замітку! Вважають, що для забезпечення якісного обігріву будинку необхідно дотримуватися наступного співвідношення – 1 м2/0,1 кВт. Але якщо враховувати особливості клімату, щадний режим роботи агрегату (щоб не «ганяти» його на межі), слід додати близько 30%. Виходить – 1/1,3.

Швидкість теплоносія. Якщо вона менша за 0,25 м/сек, тобто ризик заповітрювання системи, утворення пробок на трасі. Перевищення значення 1,5 загрожує «шумами» у магістралі. Це особливо відчутно, коли труби металеві та ще й прокладені відкритим способом. Але в будь-якому випадку переміщення теплоносія по трасі добре прослуховуватиметься.

Практикою доведено, що для приватної будівлі (з автономним контуром опалення) слід орієнтуватися на показник в межах від 0,3 до 0,7. Це оптимальне значення для будь-якої системи.

Конфігурація контуру. У приватних будинках при його монтажі, як правило (незалежно від схеми), усі «нитки» заводяться на колектор. Кожна з них навантажена на певну кількість радіаторів. Немає сенсу купувати труби одного і того ж діаметра для всіх ліній, якщо врахувати, що чим більший переріз заготовки, тим вища ціна 1 п.м.

Діаметр труби. Зовнішній особливої ​​ролі не відіграє, тому що у виробів із різних матеріалів є відмінності у товщині стінки. Цей параметр свідчить лише про зручність кріплення виробу. Внутрішній діаметр – про пропускну спроможність траси. Саме він і є визначальним.

На замітку! Прийнято оперувати середнім значенням величини перерізу (діаметром умовного проходу). Саме цей параметр і застосовується у розрахунках.

Діаметри труб прийнято позначати у дюймах. Для нас це незвична (неметрична) система, тому слід знати правила переведення величин. Співвідношення дюйма до сантиметра – ½,54 (або 25,4 мм). Матеріал труби – металопластик, сталь, ПП, ПЕ.

Специфіка будови. Насамперед це стосується ефективності його теплоізоляції – з яких матеріалів вона змонтована, за якою методикою і так далі.

• Неправильний вибір діаметрів виробів загрожує багатьма неприємностями: протіканнями (через гідродинамічні удари або перевищення тиску в магістралі), підвищеною витратою ел/енергії (палива) через низьку ефективність системи та ряд інших. Тому монтувати її за принципом "як у сусіда (кума, свояка)" не слід.
• Якщо контур складається з різнорідних труб, доведеться робити спеціальні розрахунки для кожної ділянки (лінії) траси. Окремо – для пластику, металу (сталь, мідь), застосовувати різні коефіцієнти тощо. Вирішити таке завдання може лише фахівець. У подібних ситуаціях самостійно займатися розрахунками не варто, оскільки помилка може бути значною. Послуги професіонала обійдуться набагато дешевше, ніж подальша переробка комунікацій, та ще й у опалювальний сезон.
• Підключення всіх приладів (розширювальний бак, батареї та інших) контуру здійснюється трубами одного перерізу.

Для виключення утворення повітряних пробок (у разі деяких помилок у розрахунках) на кожній лінії слід встановити так звані відвідники повітря.

Для систем із примусовою циркуляцією велике значення має правильно підібраний трубопровід. Якщо в розрахунку діаметра труб для опалення будуть допущені помилки, це позначиться на ефективності обігріву будинку.

Що для цього потрібно

1. Сумарні втрати житла.
2. Якою потужністю володіють радіатори, що обігрівають, окремо в кожному приміщенні.
3. Загальна довжина контуру труб.
4. Як розведена система.

Для можливості розрахувати діаметр труб необхідно наперед визначити загальні втрати тепла, потужність котельного обладнання та батарей для кожного приміщення. Немале значення має також те, який спосіб буде вибраний для розведення труб. Маючи на руках усі ці параметри, складається схема майбутнього розрахунку.

Важливо також пам'ятати про деяку специфіку маркування різних труб. Так, на поліпропіленових трубах для опалення приватного будинку діаметр вказується зовнішній (те саме стосується виробів з міді). Для обчислення внутрішнього параметра забирають від цього показника товщину стінок. Сталеві та металопластикові труби маркуються внутрішнім перетином.

Вибір відповідного діаметра труб для опалення

Провести точний розрахунок перерізу трубопроводу практично неможливо. З цією метою застосовується кілька способів, при приблизній ідентичності кінцевого результату. Як відомо, головним завданням системи є доставка на батареї необхідного об'єму тепла, щоб досягти максимальної рівномірності нагрівання опалювального приладу.

У примусових контурах цих цілей задіюється трубопровід, теплоносій і циркуляційний насос. За допомогою цього набору пристроїв необхідно за фіксований час подати потрібну порцію теплоносія. Існує два способи реалізації цієї задачі - використання труб меншого діаметра в комбінації з більшою швидкістю руху води, або застосування системи з більшим перетином, в якій інтенсивність руху буде меншою.

Причини популярності першого варіанта:

1. Найменша ціна на тонші труби.
2. Велика простота монтажу.
3. На відкритих ділянках такі системи найменш помітні. Якщо їх поміщати в підлогу чи стіни, посадочні місця під укладання потрібно менші.
4. У вузьких трубопроводах менше рідини. Це призводить до зниження інерційності системи та до економії палива.

Завдяки набору типових діаметрів і фіксованій кількості тепла, що транспортується по них, відпадає необхідність проведення однотипних розрахунків. Для цих цілей були складені спеціальні таблиці: вони дозволяють, маючи на руках дані про необхідну кількість тепла, швидкість подачі води і робочу температуру нагрівання контуру, розрахувати необхідні розміри. Щоб визначитися, які діаметри труб бувають для опалення, потрібно знайти необхідну таблицю.

Для розрахунку діаметра опалювальних труб застосовується наступна формула: D = √354х(0.86х Q/∆t)/V, де D - шуканий діаметр трубопроводу (мм), ∆t° - дельта температур (різниця подачі та обратки), Q - навантаження на цю ділянку системи, кВт - певну кількість тепла, необхідну на обігрів приміщення, V - швидкість теплоносія (м/с).

Автономні системи зазвичай мають швидкість руху теплоносія на рівні 0,2 - 1,5 м/с. Як показує практичний досвід, найбільш оптимальною швидкістю у таких випадках є 0,3 м/с – 0,7 м/с. При зменшенні цього показника виникає реальна загроза появи повітряних пробок, зі збільшенням – теплоносій під час руху починає сильно шуміти.

Для вибору оптимального значення і існують таблиці. Вони містять дані для труб із різного матеріалу – металу, поліпропілену, металопластику, міді. При визначенні діаметра труб опалення, як правило, упор робився на стандартні робочі режими з високими та середніми температурами. Зрозуміти суть процедури допоможуть деякі приклади.

Розрахунок двотрубних систем

Йтиметься про двоповерховий будинок із двотрубною системою опалення по два крила на кожному поверсі. Для облаштування системи використовуються поліпропіленові труби. Режим роботи – 80/60, дельта температур – 20 градусів. Рівень тепловтрат - 38 кВт теплової енергії (перший поверх - 20 кВт, другий - 18 кВт).

Порядок розрахунку:

1. Для початку потрібно визначитися з тим, якою трубою оформити ділянку між котлом та першим розгалуженням. Тут транспортується весь обсяг теплоносія, що передає тепло 38 кВт. Довідкові дані вказують на два відповідні параметри – 40 та 50 мм. Вигідніше зупинитись на меншому діаметрі 40 мм.
2. У місці поділу потоку 20 кВт прямує перший поверх, а 18 кВт – другого. Згідно з довідником проводиться визначення перерізу. У цьому випадку для кожного напрямку оптимальним діаметром 32 мм.
3. У свою чергу, кожен контур включає по дві лінії з рівноцінним навантаженням. На першому поверсі обидві сторони розходиться по 10 кВт (20 кВт/2=10 кВт), на другому - по 9 кВт (18 кВт/2) = 9 кВт). Відповідними значеннями для цих гілок буде 25 мм. Даний параметр розумніше використовувати до зниження навантаження до 5 кВт. Після цього переходять на діаметр 20 мм. Перший поверх перекладається на 20 мм одразу за другим радіатором. Другий поверх зазвичай переходить після третього приладу. Як показує практика, цей перехід краще здійснювати при навантаженні 3 кВт.

Таким чином, проводиться розрахунок діаметра поліпропіленових труб для двотрубної системи. Визначати розміри зворотної труби нема рації: вони беруться такі ж, як і для подачі. Ця процедура нескладна: головне – мати всі вихідні дані. Якщо організації системи передбачається застосування труб іншого типу, використовувати потрібно дані під конкретний матеріал виготовлення. Розрахунок діаметра труб опалення з природною циркуляцією дещо відрізняється.

Розрахунок однотрубної системи примусового типу

Принцип застосовується такою самою, як і в попередньому випадку, однак алгоритм дій змінюється. Наприклад можна взяти розрахунок внутрішнього діаметра простої однотрубної системи опалення в одноповерховому будинку. У контурі є шість радіаторів із послідовним підключенням.

Порядок розрахунку діаметра трубопроводу опалення теплової потужності:

1. Котел передає на початок системи 15 кВт тепла. Згідно з довідковими даними, цю ділянку можна оснастити трубами 25 мм та 20 мм. Як і в першому прикладі, краще вибрати 20 мм.
2. Усередині першої батареї відбувається зниження теплового навантаження до 12 кВт. Це ніяк не впливає на перетин труби, що виходить: воно залишається в тому ж значенні 20 мм.
3. Третій радіатор зменшує навантаження до 105 кВт. При цьому перетин залишається тим самим - все ті ж 20 мм.
4. Перехід на менший діаметр 15 мм відбувається після четвертої батареї, оскільки навантаження зменшується до 8,5 кВт.
5. До п'ятого приладу теплоносій транспортується трубою 15 мм, а після нього відбувається перехід на 12 мм.

На перший погляд може здатися, що розрахунок діаметрів труб для системи опалення відбувається легко та просто. Дійсно, коли для організації контуру використовуються поліпропіленові або металопластикові вироби, складнощів зазвичай не виникає. Це пояснюється їхньою невеликою теплопровідністю та маленькими витоками тепла крізь стінки (їх можна не враховувати). Зовсім по-іншому справи з металевими виробами. Якщо сталевий, мідний або нержавіючий трубопровід має пристойну довжину, через його поверхню витікатиме досить багато теплової енергії.

Як розрахувати металеві труби

Великі системи опалення, облаштовані за допомогою металевих труб, вимагають обліку тепловтрат через стіни. Хоча в середньому ці показники є досить низькими, проте на дуже довгих гілках сумарне значення втраченої енергії досить високе. Нерідко через це останні батареї в контурі опалення нагріваються недостатньо добре. Причина тут одна – було неправильно обрано діаметр труб.

Прикладом є визначення втрат сталевої труби 40 мм, при товщині стінок 1,4 мм. Для розрахунку використовується формула q = kх3.14х(tв-tп), де q - теплові втрати метра труби, k -лінійний коефіцієнт теплопередачі (у цьому випадку він відповідає 0,272 Вт * м / с), tв - температура води всередині (+80 градусів), tп – температура повітря в кімнаті (+22 градуси).

Для отримання результату необхідно підставити у формулу потрібні значення:

q = 0,272 х3, 15х (80-22) = 49 Вт / с

Вимальовується така картина, що кожен метр труби втрачає тепло у кількості майже 50 Вт. На дуже довгих трубопроводах сумарні втрати можуть бути катастрофічними. При цьому обсяги витоків безпосередньо залежать від перерізу контуру. Для врахування таких втрат до показника зниження теплового навантаження на батареї необхідно додати схожий показник на трубопроводі. Визначення оптимального діаметра трубопроводу проводиться з урахуванням сумарного значення витоків.

Зазвичай в автономних системах обігріву дані показники є критичними. До того ж, під час процедури визначення тепловтрат і потужності котлів, отримані дані зазвичай округляють у бік збільшення. Завдяки цьому створюється страхувальний запас, який звільняє проведення складних обчислень.

Пошук відповідних даних

Щодо пошуку оптимальних довідкових даних, то майже всі сайти виробників комплектуючих опалювальних систем надають цю інформацію. У тих випадках, коли відповідні значення не знайшли, існує спеціальна система підбору діаметрів. Ця методика ґрунтується на обчисленнях, а не на усереднених закономірностях, побудованих на обробці даних про величезну кількість опалювальних систем. Розрахунок теплоносія по перерізу труби розроблений сантехніками з практичним досвідом проведення монтажних робіт і застосовується для облаштування невеликих контурів усередині житла.

У переважній більшості випадків опалювальні котли оснащуються двома розмірами патрубків, що подають і зворотних: ¾ і ½ дюйма. Цей розмір береться за основу для розведення до першого розгалуження. Надалі кожне нове розгалуження є приводом зменшення діаметра однією позицію. Цей метод дозволяє провести розрахунок перерізу труб у квартирі. Йдеться про невеликі системи у 3-8 радіаторів. Зазвичай такі схеми складаються із двох-трьох ліній із 1-2 батареями. Так само можна розраховувати і невеликі приватні котеджі. За наявності двох та більше поверхів доводиться використовувати довідкові дані.

Метод прирівнювання

Хоча труби з різних матеріалів маркуються різними значеннями (внутрішніми чи зовнішніми), у деяких випадках допускається їхнє прирівнювання. Це стосується ситуацій, коли не вдається знайти дані про конкретну трубу: у такій ситуації можна використовувати інформацію щодо аналогічного перерізу виробу з іншого матеріалу.

Припустимо, потрібно розрахувати, який діаметр металопластикової труби потрібен для опалення, а потрібні відомості щодо цього матеріалу знайдені не були. Як альтернатива використовується таблиця швидкості теплоносія в системі опалення для поліпропіленових виробів. Використовуючи відповідні розміри, роблять вибір відповідних параметрів для металопластикової труби. Без неточностей у разі обійтися не вдається, проте у контурах примусового типу вони є критичними.

Висновок

Використовуючи для організації опалення свого будинку не дуже складну та розгалужену схему, розрахунок оптимального діаметра трубопроводу може бути реалізований самотужки. Щоб це зробити, необхідно озброїтися інформацією про втрату житла і потужність кожної батареї. Далі за допомогою спеціальних таблиць та довідників підбирають оптимальне значення перерізу труб, яке зможе забезпечити транспортування потрібного обсягу теплової енергії до кожної кімнати.

Якщо застосовуються складні схеми з безліччю елементів, то їх розрахунку бажано запросити професійного сантехніка. За наявності впевненості у власних силах рекомендується все ж таки проконсультуватися з фахівцем. Бувають випадки, коли через допущені помилки доводиться займатися дорогою реконструкцією всього контуру.