Важно не только качество отопительного оборудования, но и диаметр труб для отопления частного дома
От правильно рассчитанного диаметра труб зависит тепло и расходы на отопление дома.
Адекватно подобранный вариант не потребует лишних затрат на подогрев жидкости и позволит теплоносителю с хорошей скоростью пройти по системе.
Содержание
Какой диаметр труб нужен для отопления частного дома
Технические характеристики трубы включают в себя три вида диаметров:
- внешний — диаметр с учётом толщины стенок, учитывается при расчёте монтажных креплений, необходимой площади, теплоизоляции и пр.;
- внутренний — ведущий технический параметр элемента, показывает размер просвета, рассчитывается для пропускной способности системы с учётом физических качеств теплоносителя;
- условный — усреднённое значение внутреннего просвета, округлённое в большую или меньшую сторону до миллиметров или дюймов стандартного значения, примерно равен внутреннему диаметру, маркируется как DN (ранее — ДУ).
Справка. Условный проход рассчитывается для определения пропускных возможностей трубопровода.
При выборе необходимого сечения учитываются следующие параметры:
- гидродинамика системы — с увеличением объёма проходящего теплоносителя эффективность системы падает, поэтому выбор большего диаметра трубы влечёт за собой уменьшение КПД системы;
- давление внутри системы — если сечение большое, то скорость прохождения теплоносителя по контуру низкая. Это повышает теплопотери, риск закипания жидкости в нагревательном котле при естественной циркуляции.
Внимание! Если трубы имеют меньший диаметр, то это также приводит к потере скорости жидкости, т. к. увеличивается сопротивление внутри системы и теплоноситель не проходит. Это чревато потерей температуры и шумами в работе батарей.
- мощность нагревательного котла — чем сильнее котёл, тем больший диаметр можно использовать;
- протяжённость системы — влияет на пропускные способности контура, например, труба в 25 миллиметров может пропускать около тридцати литров воды в минуту;
- способ циркуляции жидкости — для принудительной допустимо брать меньшее сечение по сравнению с естественной циркуляцией;
- скорость остывания теплоносителя — корректно подобранный диаметр обеспечит адекватную быстроту прохождения теплоносителя по всем помещениям;
- площадь помещения — сечение является одним из параметров теплоотдачи на квадратный метр;
- Количество разводок и поворотов — уменьшает скорость прохождения теплоносителя и давления в системе;
- материал — влияние физических характеристик материала на пропускные способности теплоносителя и отдачу тепла при определённой скорости движения энергоносителя.
Вычисление мощности
Прежде всего, просчитывают мощность всей системы обогрева. Расчёт производится по формуле:
Qt= V*∆t*K/860
В которой:
- Qt — мощность тепла, кВт.
- V — величина отапливаемой комнаты, м³.
- ∆t — разница между температурой в жилье и температурой за пределами жилья зимой.
- К — коэффициент, показывающий теплопотери здания.
Для стандартных построек применяют средние значения.
Принцип расчёта
Общей исходной точкой для определения необходимого сечения является квадратура отапливаемого помещения — 10 кв. м. требуют 1 кВт тепла, значит, комната в 30 кв. м.
при высоте потолка около трёх метров должна получить 3 кВт.
Далее, определяют оптимальную скорость прохождения жидкости в системе — не менее 0,2 м/с и не более 1,5 м/с.
Имея эти данные, рассчитывают диаметр по формуле:
D= √(354*(0.86*Q/∆t)/V),
Где:
V — скорость теплоносителя в системе (метров в секунду);
Q — необходимый объем тепла для обогрева (кВт);
∆t — разница между подачами (обратной и прямой) (С);
D — сечение (в миллиметрах).
Определение подходящего размера труб для систем отопления
Размер труб зависит от типа отопительной системы частного дома.
С естественной циркуляцией
Первая и последняя трубы, которые монтируются с нагревательным котлом, должны соответствовать диаметру его патрубка от 25 до 50 мм.
Фото 1. Схема системы отопления с естественной циркуляцией. Цифрами указаны составные части конструкции.
Желательно выбирать максимально допустимый диаметр, т. к. в дальнейшем он будет уменьшаться для увеличения давления в системе (разветвление сечением в дюйм выполняют трубой в 3/4 дюйма, следующую часть ― полудюймовой).
Справка. Первое уменьшение производят после первого ветвления. В конечной точке минимальный диаметр соответствует рекомендованному (12,7 или 19 мм).
С принудительной циркуляцией
Для систем с принудительной циркуляцией допустимо брать более узкие трубы, чем для самотёчной, т. к. давление в системе обеспечивается насосом.
Сечение зависит от схемы подключения и от разводок и меняется в системе от меньшего к большему и наоборот либо же остаётся неизменным (при однотрубной системе отопления).
При лучевой разводке сечение трубы, отходящей от котла к коллектору ― 19 мм, к радиаторам отводка идёт трубами в 12,7 мм.
Виды радиаторов
Для отопления помещений используют батареи:
- чугунные ― долговечны, нечувствительны к теплоносителю и давлению, способны выдерживать гидроудары;
- алюминиевые ― средний срок службы 15 лет, хорошая теплоотдача, довольно хрупкие, не выдерживают высокого давления и грязного теплоносителя;
- биметаллические ― служат 25 лет, хорошо отдают тепло, устойчивы к гидроударам, нечувствительны к энергоносителю;
- стальные ― эксплуатируются в течение 10 лет, хорошая теплоотдача, выдерживают среднее давление, капризны к теплоносителю;
- медные ― долговечны, нечувствительны к типу и качествам жидкости, хорошо выдерживают давление и его перепады.
Подключение
Два популярных типа подключения батарей:
- однотрубное — и подача горячего теплоносителя, и возврат остывшего, происходят по одной трубе;
Фото 2. Однотрубная схема подключения радиаторов по принципу сверху вниз (наверху) и с нижним типом (внизу).
- двухтрубное — подача нагретой жидкости идёт по одной трубе, холодной — по второй.
Справка. Третьим типом является не самый популярный коллекторный тип, в котором трубы идут от одного коллектора к каждому радиатору. Способ хорош для обогрева, но дорог по стоимости оборудования.
В каждом типе контур может идти:
- вертикально — с верхних этажей на нижний, часто применяется в самотёчных системах;
- горизонтально — труба последовательно соединяет все радиаторы, используется как в естественной, так и принудительной циркуляции.
Подключение радиаторов может быть верхним, нижним, диагональным. Тип подключения влияет на диаметр подключаемых труб и их количество.
Виды труб для отопления
Для систем отопления применяются различные виды труб.
Металлические
Самый востребованный вид, изготавливаемый из двух видов стали:
- углеродистой:
- мало подвержена расширению;
- низкая цена;
- нечувствительна к механическим воздействиям;
- сильно подвержена коррозии.
- нержавеющей:
- не подвержена механическим воздействиям;
- меньше подвержена коррозии;
- небольшое расширение;
- более высокая цена по сравнению с углеродистой.
Металлические трубы изготавливаются:
- сваркой (шовные) ― швы бывают прямыми и спиральными; в системах отопления используются контуры со спиральным швом, т. к. прямой от воздействия температуры может разойтись;
- прокаткой — по техническим характеристикам и долговечности превосходят шовные (нечувствительны к температуре и давлению), по цене более дорогие.
К положительным свойствам относят:
- небольшое расширение;
- возможность монтажа в любых поверхностях кроме гипсокартона;
- устойчивость к гидроударам;
- температурная граница до 1500 градусов.
Из недостатков отметим только:
- подверженность коррозии;
- неудобство монтажа;
- большой вес.
Важно! Независимо от того, какими трубами комплектуется система, первые звенья отводки и обратки от нагревательного котла рекомендуется монтировать только металлическими частями.
Медные
Самые дорогие, но и исключительные по качествам. Производят из:
- меди высокого качества;
- смеси меди и цинка;
- меди, покрытой слоем поливинилхлорида или полиэтилена.
Справка. Для систем отопления надо выбирать трубы с маркировкой EN 1057, обозначающей обработку меди фосфором, что ещё больше повышает её устойчивость к воде.
По способу изготовления трубы разделяются на:
- отожжённые — более эластичные и мягкие;
- не отожжённые — жёсткие.
В монтаже соединяются путём жёсткой пайки.
Из преимуществ отмечают:
- большой температурный диапазон (от —100 °С до +250 °С);
- небольшое расширение;
- срок службы до ста лет;
- экологически чистый материал;
- устойчивость к высокому давлению.
Фото 3. Медные трубы, подключенные к радиаторам отопления. Подобные конструкции служат очень долго.
К минусам относят:
- нежелательность использования меди с другими металлами — химические реакции, происходящие при взаимодействии, способны привести к коррозии;
- блуждающие токи негативно сказываются на эксплуатационных сроках.
Металлопластиковые
Металлополимерные (металлопластиковые) трубы — конструкция из пяти слоёв: сшитого (модифицированного) полиэтилена, клеевого слоя, тонкого алюминия, клея и защитного слоя из полиэтилена внутри. Трубка сшивается внахлёст (ультразвуком) или стыковочным швом (лазером).
Контуры из металлопропилена применяются в:
- водоснабжении и отоплении;
- передаче сжиженных газов;
- подаче горячего воздуха;
- качестве экрана защиты для кабелей.
Фото 4. Металлопластиковые трубы для систем отопления. В средней части изделий находится слой алюминия.
Использование обусловлено большим количеством достоинств этого вида:
- невосприимчивы к воздействию агрессивных сред;
- устойчивы к коррозии;
- экономны в монтаже;
- практически не бывает протечек;
- не зарастают;
- не требуют сварки пресс-фитингами;
- непроницаемы для газов;
- устойчивы к биоотложениям и ржавчине;
- гибкость, хорошо держат форму;
- низкая теплопроводность;
- выдерживают тепловую нагрузку до +110 градусов;
- несклонны к образованию конденсата;
- лёгкость.
К недостаткам относятся:
- по линейному расширению в 2,5 раза превышают металлические трубы;
- подвержены механическим воздействиям;
- при длительном влиянии солнечных лучей, электромагнитных полей быстро изнашиваются;
- ломаются при неправильном монтаже или превышении угла изгиба;
- слабы при воздействии органических кислот;
- обжимные соединения надо подтягивать.
Для монтажа отопления используются трубы в 16 и 20 миллиметров.
Важно! При монтаже системы учитывают расширение ― диаметр должен быть на треть меньше, чем у аналогичных стальных.
Полезное видео
Посмотрите видео, в котором рассказывается, как правильно рассчитать диаметр труб для отопительной системы.
Внимание к деталям
В системе отопления не бывает незначимых мелочей. Отнеситесь внимательно к составляющим: диаметру труб, материалу, способу изготовления и монтажа ― и вы добьётесь тепла в доме и беспроблемной работы элементов магистрали.