Диаметры труб для отопления частного дома

Какой диаметр трубы выбрать для отопления частного дома?

Труба из полипропилена для отопления.

Одним из основных моментов при проектировании системы теплоснабжения является определение диаметра труб для отопления. От правильности расчета во многом зависит эффективность работы обогревательных элементов. Если сечение магистралей меньше оптимального, в доме будет прохладно. Слишком большой диаметр увеличивает расход энергоносителя, снижая экономичность использования отопительного оборудования.

Обоснование необходимости расчета

При составлении схемы теплоснабжения инженеры ставят перед собой две основные задачи:

1. избежать потерь тепла
2. уменьшить расход энергии

Неудачно спроектированные контуры отопления приводят к перерасходу топлива. В доме при этом далеко не всегда удается достичь комфортной температуры.

Выбор труб зависит не только от их физических и химических параметров. Очень важную роль играет и диаметр магистралей. Он напрямую влияет на гидродинамику системы, от которой и зависит уровень обеспечения теплом. Бытующее мнение о том, что большой диаметр трубы наиболее оптимален, ошибочно. Довольно часто из-за этого давление в системе падает, и радиаторы попросту не могут обогреть помещение.

В частных домах сечение рассчитывают на основании вида подачи теплоносителя. При подключении к централизованным магистралям теплоснабжения за основу берут те же принципы, что и при проектировании квартиры. Для организации автономного теплоснабжения принимают во внимание схему подачи и вид труб. Существуют различия в принудительной и гравитационной системе циркуляции теплоносителя.

Параметры труб

Перед тем как решить, какой диаметр трубы выбрать для отопления, необходимо обратить внимание на материал изготовления. Ведь маркировки стальных и чугунных труб обозначают внутренний диаметр, а из меди и пластика — наружный. Незначительный нюанс играет очень большую роль при выполнении расчетов.

Основные характеристики магистралей, которые учитывают при планировании:

• Внутреннее сечение. Этот показатель заложен в основу расчета пропускной способности участков магистрали.
• Наружный диаметр. Он важен для металлических труб. Их поверхность отдает тепло в помещение, тем самым увеличивая площадь теплообмена.
• Условный диаметр. Это округленное значение диаметра трубы. Используется для теоретических исчислений и выражается в дюймах.

Армирующий алюминиевый слой

Определить сечение трубы для конкретного помещения не так уж сложно. Предварительно его можно рассчитать, взяв за основу тепловую нагрузку. Показатель статичен и общепринят на уровне 100 Вт на квадратный метр площади. Из этого следует, что для обогрева комнаты в 24 квадратных метра необходимо 2,4 кВт энергии. Подачу нужного количество теплоносителя сможет обеспечить труба диаметром ½ дюйма.

Результаты подбирают из специально составленных таблиц:

Важно! Теплотехнический расчет системы с разнородными трубами и радиаторами очень сложен. В этом случае самостоятельно решать задачу не стоит. Лучше доверить проектирование специалистам.

При организации автономного теплообеспечения владелец дома вправе самостоятельно решать вопросы, связанные с температурой теплоносителя. Конкретных требований в этом плане не существует. Температуру определяют в зависимости от теплоизоляции здания и внешних погодных условий. Имеет значение и диаметр труб для системы отопления, установленной в доме.

Диаметр трубы для отопления: как осуществляется подбор этого параметра?

При проектировании и строительстве систем отопления крайне важно не допускать ошибок. Еще на этапе разработки проекта должен быть определен диаметр труб отопления и их вид.

Выбор этих важных параметров осуществляется с учетом целесообразности их дальнейшей эксплуатации.

Различные диаметры труб отопления

Грамотный подбор диаметра труб – насколько это важно?

При проектировании схем отопления (например, из полипропиленовых труб), крайне важно стараться избежать возможных потерь тепла, то есть уменьшить требуемые расходы энергии. Неправильно спланированные системы (как правильно разработать схему двухтрубной системы отопления Вы можете узнать. прочитав материал по этой теме) работают неэффективно. В результате, несмотря на большое потребление энергии в комнатах будет холодно и неуютно.

Трубы для монтажа системы выбирают не только с учетом физических и химических свойств материала, из которого они изготовлены. Длина и диаметр труб играют не последнюю роль в создании экономичной и эффективной системы.

Дело в том, что сечение труб оказывается влияние на гидродинамику в целом, поэтому от правильности выбора зависит, насколько тепло будет в доме.

Несведущие люди часто допускают распространенную ошибку, подбирая трубы для отопления – диаметр, считают они, должен быть максимально большим, чтобы циркуляции воды проходила свободно.

На самом деле, чрезмерное увеличение сечения труб приведет к тому, что давление в системе снизится ниже нормы, и радиаторы греть не будут.

Если необходимо подобрать диаметр труб для отопления частного дома, то, прежде всего, следует узнать, какой вид подачи теплоносителя будет использован. Если дом планируется подключить к общегородской тепловой магистрали, то все расчеты проводятся точно так же, как при оборудовании квартир.

При обустройстве систем автономного отопления, размер будет зависеть от выбранной схемы и вида труб. К примеру, размер труб для отопления для системы с естественной циркуляцией жидкости будет отличаться от аналогичного параметра при установке в схему циркуляционного насоса.

Основные параметры труб

Полипропиленовые трубы отопления

• Основной характеристикой любой трубы является ее внутренний диаметр. Именно от этого показателя зависит пропускная способность трубы.
• Наружный диаметр, также, является важным параметром, который необходимо учитывать, при проектировании систем.
• Условным диаметром трубы принято называть округленное значение, выраженное в дюймах.

Подбирая диаметры труб для отопления, следует учесть, что для труб, выполненных из разных материалов, применяются различные системы измерений. К примеру, практически все трубы из стали и чугуна маркируются по внутреннему сечению.

А вот трубы из пластика и меди – по наружному диаметру. Эту особенность следует учитывать, если планируется собирать систему из комбинации материалов.

При создании систем отопления, собираемых из различных материалов, для того чтобы безошибочно подобрать трубы по диаметру, следует воспользоваться таблицей соответствия диаметров, которую можно скачать в сети.

Подключение трубы к радиатору

Задумавшись, как рассчитать диаметр трубы отопления, не стоит забывать о существующей системе измерений этой величины. В большинстве случаев, диаметр измеряется в дюймах и выражается целыми числами или в долях.

Чтобы не запутаться в расчетах, следует помнить, что один дюйм равен 25,4 мм.

Как рассчитать диаметр труб?

При решении задачи, какой диаметр труб для отопления необходим в данном помещении, нужно при расчете диаметра труб для отопления учитывать такой параметр, как тепловая нагрузка. Принято считать, что для поддержания в комнате комфортных условий достаточно 100 Вт тепловой мощности на каждый квадратный метр помещения (при условии, что в комнате потолки стандартной высоты – 2,5 метра).

То есть, к примеру, для отопления комнаты площадью 25 квадратных метра требуется 2,5 кВт тепловой энергии (25 * 100 = 2500 Вт =2,5 кВт)

Далее следует осуществить подбор диаметра труб отопления при помощи специальных таблиц.

Как видно из данных, помещенных в таблице, для нашего примера с комнатой площадью 25 квадратных метра подойдут трубы, имеющие диаметр 1/2 дюйма.

Каковы должны быть давление и температура теплоносителя?

Пример смонтированных тру и радиатора

Имея автономное отопление, хозяин дома сам выбирает такой параметр, как температура воды в трубах отопления. Нужно заметить, что точно установленной нормы данного параметра не существует, так как она зависит не только от внешних условий и желаний хозяина, но и от коэффициента теплопередачи установленных радиаторов отопления.

Самым низким коэффициентом теплопередачи обладают радиаторы из чугуна.

Средний показатель теплопередачи у биметаллических моделей и самый высокий – у алюминиевых радиаторов.

Как правило, расчет количества радиаторов и их секций осуществляется с учетом такой величины, как их паспортная тепловая мощность. Этот параметр задается из расчета, что температура отопления воды в трубах будет равно 75 градусам.

То есть, если рассудить логически, то данная температура и является оптимальной. Однако при изменении внешней температуры в ту или другую сторону, температуру нагрева теплоносителя целесообразно регулировать. Это поможет поддерживать в доме комфортный микроклимат и экономить энергию.

Несмотря на то, что трубы из полипропилена способны выдерживать температуру до 110 градусов, не рекомендуется, чтобы температура труб отопления превышала отметку в 95 градусов.

Для увеличения температуры воздуха в помещениях, целесообразнее увеличивать рабочую площадь радиаторов, а не нагревать теплоноситель выше указанной температуры.

Монтаж труб отопления

Для того чтобы система отопления функционировала нормально, владелец дома обязан знать, какое давление должно быть в трубах отопления. Для автономной системы нормальным показателем является 1,5-2 атмосферы. Если показатель давления достигает 3 атмосфер, то это уже критическая ситуация, грозящая разгерметизацией или выходом из строя оборудования.

Для того чтобы можно было всегда проверить, какое давление в трубах отопления, в схему обязательно включают манометры. А чтобы не допустить чрезмерного напора используют расширительные баки.

Таким образом, при проектировании и монтаже систем отопления не бывает мелочей. Любая ошибка может привести к снижению эффективности работы. Поэтому создание проектов, желательно, поручать профессионалам, способным провести гидравлические и тепловые расчеты.

Выбираем диаметр труб для отопления: схема расчета, характеристики в зависимости от материала изготовления

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 коллектора отопления 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:

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.

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:

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.

Если есть необходимость рассчитать только сечение теплопроводных магистралей – можно воспользоваться бесплатными демо-версиями профессиональных программ.

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.

Какой диаметр труб из полипропилена для отопления выбрать

Какой тип трубопровода выбрать

Сейчас все чаще выбирают для отопления полипропиленовые трубопроводы, которым хоть и присущи недостатки в виде сложности обеспечения качества стыков, и значительного теплового расширения, но они предельно дешевы и просты в монтаже, а это зачастую решающие факторы.

Полипропиленовые трубы делятся на несколько видов, у которых свои технические характеристики, и предназначены они для разных условий. Для отопления подходят марки РN25 (РN30), которые выдерживают рабочее давление в 2,5 Атм при температуре жидкости до 120 град. С.

Для отопления сейчас применяются трубы из полипропилена, которые армированны алюминиевой фольгой или стекловолокном. Армировка предотвращает значительные расширения материала при нагревании.

Вопросы подбора диаметра отопительного трубопровода

Трубы выпускаются стандартных диаметров, из которых и нужно сделать выбор. Наработаны типовые решение по подбору диаметров труб для отопления дома, руководствуясь которыми в 99% случаев можно сделать оптимальный правильный выбор диаметра без выполнения гидравлического расчета.

Какими диаметрами что подключать

Нам необходимо обеспечить подачу необходимой тепловой мощности, которая будет прямо зависеть от количества поданного теплоносителя, но скорость движения жидкости должна оставаться в заданных пределах 0,3 – 0,7 м/с

• 16 мм – для подключения одного или двух радиаторов;

Рассмотрим выбор диаметра труб подробнее, опираясь на заранее рассчитанные табличные соответствия энергии, скорости и диаметра.

Соотношение диаметра труб, скорости жидкости, и тепловой мощности

Обратимся к таблице соответствия скорости к количеству тепловой мощности.

Подбор труб по мощности

Из таблицы видно, что при скорости 0,4 м/с будет подаваться примерно следующее количество тепла, по трубам из полипропилена следующего наружного диаметра:

• 4,1 кВт – внутренний диаметр около 13,2 мм (наружный диаметр 20мм);

А при скорости 0,7 м/с значения подаваемой мощности будут уже примерно на 70% больше, что не трудно узнать из таблицы.

Сколько тепла должен подавать трубопровод

Рассмотрим подробнее на примере, какое количество тепла обычно подается по трубам, и подберем оптимальные диаметры трубопроводов.

Имеется дом площадью 250 м кв, который хорошо утеплен (как требует норматив СНиП), поэтому он теряет тепла в зимнее время по 1 кВт с 10 м кв. Для обогрева всего дома требуется подавать энергии 25 кВт (максимальная мощность). Для первого этажа – 15 кВт. Для второго этажа – 10 кВт.

На каждый радиатор, мощность которого не превышает 2 кВт можно делать отвод и трубой с наружным диаметром 16 мм, но так как этот монтаж не технологичен, трубы не пользуются популярностью, чаще устанавливают 20-мм трубу с внутренним диаметром 13,2 мм.

Особенности выбора другого оборудования

Диаметры труб могут быть выбраны и по условиям гидравлического сопротивления для нетипично-большой длины трубопроводов, при которой возможен выход за технические характеристики насосов. Но подобное может быть для производственных цехов, а в частном строительстве практически не встречается.

Для дома до 150 м кв., по условиям гидравлического сопротивления отопительно радиаторной системы, всегда подходит насос типа 25 – 40 (напор 0,4 атм), он же может подойти и до 250м кв в отдельных случаях , а для домов до 300 м кв. – 25 – 60 (напор до 0,6 атм).