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.

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).

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.

• 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).

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.

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:

1. углеродистой:

• мало подвержена расширению;
• низкая цена;
• нечувствительна к механическим воздействиям;
• сильно подвержена коррозии.

1. 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.

Медные

Самые дорогие, но и исключительные по качествам. Производят из:

• меди высокого качества;
• смеси меди и цинка;
• меди, покрытой слоем поливинилхлорида или полиэтилена.

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.

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.