Как правильно подобрать диаметр трубы для отопления дома?

Выбор диаметра трубы для отопления дома – серьёзная ответственная задача, и подходить к ней нужно не спеша; основательно всё взвесив и просчитав. В данной статье мы будем рассматривать системы с так называемой «принудительной циркуляцией». В такой системе движение воды происходит благодаря специальному «циркуляционному насосу», который работает без остановок.

Необходимые данные для расчета

Основная задача отопительных труб – доставить тепло к нагреваемым элементам (радиаторам) с минимальными потерями. От этого и будем отталкиваться при выборе правильного диаметра трубы для отопления дома. А вот чтобы рассчитать всё верно, нужно знать:

• длину трубы;
• потери тепла в здании;
• мощность элементов;
• какая будет разводка труб (естественная, принудительная, однотрубная или двухтрубная циркуляция).

Следующим пунктом после того, как у Вас на руках будут все вышеперечисленные данные, необходимо будет набросать общую схему: как, что и где будет расположено, какую тепловую нагрузку будет нести каждый отопительный элемент. Затем можно будет начинать высчитывать нужное сечение диаметра трубы для отопления дома. Также следует быть внимательным при покупке:

• металлопластиковые и трубы из стали маркируются по размеру внутреннего диаметра, тут проблем нет;
• а вот полипропиленовые и медные – по внешнему диаметру. Следовательно, нам нужно либо измерять внутренний диаметр самостоятельно с помощью штангенциркуля, либо – от внешнего диаметра трубы для отопления дома отнять толщину стенок.

Не забывайте об этом, потому как нам нужен именно «внутренний диаметр трубы для отопления дома» чтобы всё рассчитать верно.

Цена за 1м2 работ

Сложно самостоятельно учесть все нюансы и правильно выполнит разводку теплосети по дому. Куда лучше доверить эту работу специалистам, которые предложат оптимальный вариант и набор дополнительного оборудования. Опираясь на опыт, проектировщики и монтажники способны правильно расставить акценты в зависимости от пожелания заказчика: делать отопление с максимальной эффективностью и комфортом в эксплуатации или же стремиться к экономии средств на работу и монтаж.

Стоимость работ включает в себя отдельно установку котла, подключение дополнительного оборудования, разводку труб и установку радиаторов. По каждому пункту действует свой прейскурант, согласно которому подсчитывается стоимость всех работ по оборудованию системы отопления в доме.

Разводка труб от котла к радиаторам может составить в среднем 300-500 рублей за погонный метр с учетом прокладки, подключения, прохода и штробы стен. Цены представлены ориентировочные для Москвы и региона.

Выбираем диаметр для Вашего отопления

Не рассчитывайте на то, что вы сразу сможете правильно подобрать нужный Вам диаметр трубы для отопления дома. Дело в том, что получить желаемую эффективность можно разными путями.

Теперь более подробно. Что самое важно в правильной системе отопления? Самое важное — это равномерный нагрев и доставка жидкости во все нагревательные элементы (радиаторы). В нашем случае этот процесс постоянно поддерживает насос, благодаря которому за конкретный временной промежуток, жидкость движется по системе. Следовательно, выбирать мы можем только из двух вариантов:

• купить трубы большого сечения и, как следствие, небольшая скорость подачи теплоносителя;
• либо трубу маленького сечения, естественно давление и скорость движения жидкости при этом возрастёт.

Логически конечно лучше выбрать второй вариант диаметра труб для отопления дома, и вот по каким причинам:

• при наружной прокладке труб, они будут менее заметны;
• при внутренней прокладке (например, в стене или под полом), канавки в бетоне будут более аккуратные, и долбить их проще;
• чем меньше диаметр изделия – тем оно, естественно, дешевле, что тоже немаловажно;
• при меньшем сечении трубы общий объём теплоносителя также уменьшается, благодаря чему мы экономим топливо (электроэнергию) и снижаем инерционность всей системы.

Да и работать с тонкой трубой намного легче и проще, чем с толстой.

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.

Формула расчета диаметра трубы для отопления дома

Для примера подберём сечение для трубы из меди в прямой зависимости от того насколько мощные радиаторы.

Все трубы изготавливаются по ГОСТу. Следовательно, заранее известны все диаметры, а также объем полезного тепла, которое они могут пропустить через себя в зависимости от сечения и давления. Поэтому не нужно рассчитывать каждый раз то, что уже давно посчитано и записано в специальных таблицах. Всё что требуется — это просто найти подходящую Вам таблицу с данными и по ней подобрать диаметр трубы для отопления дома.

Как создавались такие таблицы? Да очень просто. Берёте вот эту формулу для расчёта диаметра трубы, считаете, а результат – записываете, и так для всех сечений:
D= √(354*(0.86*Q/∆t)/V)
В которой: V – скорость жидкости в трубе (м/с); Q – нужное количество тепла для обогрева (кВт); ∆t — разница между обратной и прямой подачей (С); D – диаметр трубы (мм).

Можете сами попробовать всё посчитать.

Известно, что в индивидуальных системах отопления теплоноситель движется со скоростью 0,2-1,5 м/с. Также известно, что идеальная скорость должна быть в пределах 0,3-0,7 м/с. Если скорость больше, чем оптимальные показатели, то возрастает шумность, а если меньше – то могут появиться воздушные пробки. Для этого и существуют уже готовые таблицы. В них выбираем подходящую нам скорость.

Существуют таблицы для медных, полипропиленовых, металлических и металлопластиковых труб. В них есть уже готовые решения для работы в режиме средних и высоких температур. Для ясности, давайте разберёмся на конкретных примерах.

Радиаторы

Выбор

Начнем с того, какими должны быть отопительные приборы в автономном контуре. Для начала давайте оценим условия, в которых им предстоит выполнять свои функции:

Как легко заметить, в требования автономных систем укладываются с хорошим запасом характеристики недорогих чугунных и алюминиевых секционных батарей. Дорогостоящие биметаллические изделия здесь явно окажутся излишеством: их стойкость к высоким давлениям и температурам не будет востребована.

Далее: чугунные и алюминиевые секции сильно различаются массой и внутренним объемом. И то, и другое непосредственно влияет на инерционность отопительной системы — то, сколько времени будет требоваться на ее разогрев до рабочей температуры и последующее охлаждение.

Отсюда — практическая рекомендация:

• При монтаже своими руками системы с твердотопливным котлом стоит предпочесть чугунные батареи. Их медленное охлаждение позволит стабилизировать температуру в помещении между растопками котла.

  Чугунные радиаторы прекрасно дополнят твердотопливный котел.

• Для газовых, электрических и дизельных котлов предпочтительны алюминиевые радиаторы. Их привлекательный дизайн, высокая теплоотдача и вполне демократичная ценане оставляют другим решением никаких шансов.

Врезка

Дано: помещение опоясывает розлив. В него нужно врезать отопительные приборы. Как это сделать?

Единственно правильное подключение радиаторов отопления при однотрубной системе осуществляется параллельно розливу, без его разрыва и уменьшения диаметра. Подчеркнем еще раз: между врезками радиатора присутствует постоянно открытый байпас с диаметром, равным диаметром розлива.

Почему? Ведь, казалось бы, это должно уменьшить теплоотдачу отопительных приборов, поскольку большая часть теплоносителя циркулирует через розлив?

На практике падение температуры любой точки радиатора относительно температуры розлива будет минимальным.

А вот разрыв или уменьшение диаметра розлива создадут проблем куда больше, чем решат:

• Разрыв розлива и последовательное подключение отопительных приборов поставят крест на их независимой регулировке. Любая дросселирующая арматура будет регулировать проходимость всего розлива.

Независимая регулировка теплоотдачи приборов невозможна.

• Уменьшение диаметра даст рост гидравлического сопротивления контура, что неизбежно скажется на скорости циркуляции теплоносителя в гравитационном режиме, при отключенном насосе.

Полезно: промежуточным решением может стать установка на каждый байпас шарового полнопроходного крана. Такая схема не увеличит гидравлическое сопротивление розлива, но допустима лишь в том случае, если обслуживанием системы будет заниматься человек, хорошо понимающий ее устройство. Достаточно перекрыть вентиль на подводке радиатора при закрытом байпасе — и весь контур будет разморожен.

Схема с разрывающими байпасы кранами.

Подключение подводок

Подключение радиаторов отопления при однотрубной системе отопления может быть выполнено по одной из трех схем:

1. Односторонняя боковая. Обе подводки соединяются с парой радиаторных пробок на одной (правой или левой) стороне отопительного прибора.

Одностороннее боковое подключение.

1. Двухсторонняя нижняя: подключение выполняется через пару нижних пробок слева и справа.
2. Диагональное: подводки входят в верхнюю и нижнюю пробки с противоположных сторон батареи.

Каковы достоинства и недостатки каждой схемы?

Односторонняя схема практична при небольшом размере радиатора (до 7 секций). В этом случае все секции прогреваются достаточно равномерно. А вот при количестве секций 10 и более конец отопительного прибора будет заметно холоднее подводок.

Подключение радиатора отопления к однотрубной системе снизу вниз обеспечивает циркуляцию теплоносителя через любое количество секций. Однако большая его часть в этом случае проходит через нижний коллектор; верх секций прогревается в основном за счет теплопроводности их материала.

Подключение снизу вниз.

Наконец, диагональное подключение радиатора отопления при однотрубной системе обеспечивает максимально возможную теплоотдачу при любой длине радиатора.

Расчет диаметра для двухтрубной системы отопления

Считать будем на примере простого дома в два этажа. На каждом из этажей имеем два крыла. В самом доме будет установлена двухтрубная система отопления с такими параметрами:

• в сумме потеря тепла – 36 кВт;
• потеря на 1-ом этаже – 20 кВт;
• потеря на 2-ом – 16 кВт;
• установлены трубы из полипропилена;
• работа системы в режиме 80/60;
• температура – 20 С.

Ниже показана таблица (а) исходя из данных которой, мы будем определять искомый диаметр трубы. В таблице зелёным цветом отмечены ячейки с наилучшей(оптимальной) скоростью движения жидкости.

Считаем.Через участок трубы, которая соединяет первую развилку и котёл, проходит весь объём жидкости, следовательно, и всё тепло, а это 38 кВт. Давайте определим, какую здесь нужно брать трубу. Берём нашу таблицу, в ней ищем соответствующую строчку, потом идём по зелёным ячейкам и смотри вверх. Что мы видим? А видим мы, что при таких параметрах нам подходит два варианта: 50 и 40 мм. Естественно (об этом писалось выше) выбираем меньший диаметр трубы для отопления дома 40 мм.

Дальше смотрим на развилку, которая разделяет движение теплоносителя на второй и первый этажи (16 и 20 кВт). Опять смотрим значения по таблице и получаем, что в оба направления нужен диаметр трубы 32 мм.

На каждом этаже у нас по два крыла. Контур также разделяется на две ветки. Считаем первый этаж:
20 кВт / 2 = 10 кВт на крыло
Второй этаж по аналогии:
16 кВт / 2 = 8 кВт на каждое крыло
Опять берём нашу таблицу и определяем, что на данных участках нужна труба с сечением 25 мм. Также по таблице хорошо видно, что такой диаметр используем до тех пор, пока нагрузка не упадёт до 5 кВт, потом будем использовать трубы по 20 мм.

Важно! Из лично опыта могу сказать, на диаметр трубы в 20 мм лучше переходить, когда тепловая нагрузка будет не 5 кВт, а 3 кВт.

Вот таким нехитрым способом мы рассчитали все диаметры трубы для отопления дома нужных нам полипропиленовых труб для двухтрубной системы отопления.

Для обратной подачи воды не нужно рассчитывать ничего, там всё намного проще: всю разводку делаете трубами аналогичного диаметра, что и на прямую подачу. Как видите, ничего сложного нет. Нужна лишь хорошая, подходящая под конкретный случай, таблица.

Какая температура теплоносителя в системе водяного теплого пола?

Температура подающей воды должна находиться в пределах от 40 до 55 градусов. Максимальная же температура теплоносителя на входе в систему водяного теплого пола не должна превышать +60 градусов.

Перепад температур теплоносителя между подающим и обратным трубопроводом оптимальный 5. 15 градусов. Меньше пяти градусов не рекомендуется из-за сильно возрастающего расхода теплоносителя через контур, что приводит к большим потерям напора. Больше пятнадцати градусов не рекомендуется по причине ощутимого перепада температуры поверхности самого пола (под окнами можем в таком случае иметь 27 градусов, в конце контура 22 градуса, такой большой перепад не комфортен). Оптимальное же падение температуры 10 градусов. Рекомендуемые температуры на входе/выходе петель: 55/45 градусов, 50/40 градусов, 45/35 градусов, 40/30 градусов.

Если в качестве источника тепла используется тепловая насосная установка (хоть это и большая редкость), то желательно взять температуру подающего теплоносителя в контур отопления 40 градусов. Во всех других случаях можно использовать любую другую подающую температуру в указанном выше диапазоне.

Некоторые нюансы расчёта диаметра для металлических труб

Если Вы решили, что для системы отопления будете использовать металлические трубы, то нужно учитывать, что они теряют тепло. На небольших участках, это практически не заметно. Но вот на протяжённых системах может случиться так, что самые последние в цепи обогревательные элементы будут холодными или слегка тёплыми. Это тоже следствие неправильного выбора диаметра трубы. К счастью, потери тепла легко можно рассчитать:
q = k * 3,14 * (tв-tп) q — потери тепла на 1 метр (Вт/с); k – коэффициент теплопередачи (Вт * м/с); tв — температура горячей подаваемой воды (С); tп — температура окружающей среды (С).
Возьмём трубу диаметром 40 мм. Допустим стенка будет толщиной в 1.4 мм. Материал – сталь. Рассчитаем:
q = 0,272 * 3,15 * ( 80 – 22 ) = 49 Вт/с
Вот и ещё одно доказательство того, почему нужно брать диаметр трубы для отопления дома с меньшим диаметром. Ведь ясно, что чем более толстая труба, тем намного больше мы потеряем тепла. А в данном примере мы получили потери в практически 50 Вт на 1 метр расстояния. И если система довольно протяжённая, то можно потерять всё тепло.

Но не расстраивайтесь! Такие точные расчёты нужны только для многоэтажных жилых домов. Для индивидуальных систем отопления всё проще: расчёты округляют в большую сторону и этим получают определённый запас.

Где брать таблицы?

Тут как раз всё просто. Обычно все подробные таблицы со всеми нужными данными можно посмотреть (или скачать себе) на сайтах производителей труб. Но бывает, что таблиц всё-таки нет. Можно выйти из такой ситуации следующим образом. Если нет таблиц для внешнего диаметра – то берёте для внутреннего, и рассчитываете по ней. Да, будут неточности, но, как показывает опыт, для принудительной циркуляции они совсем незначительны и допустимы.

Проанализировав огромное количество уже установленных и прекрасно работающих систем, специалисты заметили определённую закономерность по выбору сечения трубы. Она подходит в основном для малогабаритных автономных систем.

В частных домах, трубы, которые выходят из котла, чаще всего по размерам встречаются одна вторая и три четверти. Такой диаметр трубы для отопления дома используют до первой развилки, а на каждой следующей уменьшают сечение ровно на один шаг. Но такой способ применим только для квартир и одноэтажных домов, для многоэтажек, увы, придётся всё очень тщательно рассчитывать.

Ее величество ленинградка

Так называется простейшая и, вероятно, наиболее популярная схема однотрубной разводки.

Чем она завоевала симпатию специалистов?

• Крайне высокой отказоустойчивостью. Если двухтрубные схемы могут обеспечивать неравномерный нагрев отопительных приборов, а в сильные холода даже быть разморожены, то вызвать какие-то отклонения в штатной работе ленинградки можно только сознательно. Западание клапанов винтовых вентилей, заиливание или неправильная балансировка ни при каких обстоятельствах не приведут к остановке контура или его отдельных участков.
• Простотой исполнения. Спроектировать и смонтировать ленинградку может даже дилетант: для понимания принципа ее работы достаточно минимума здравого смысла и пространственного воображения.
• Возможностью работы как с принудительной циркуляцией, так и с естественной, за счет расширения нагретого теплоносителя.

Уточним: минимальные модификации для перехода с принудительной на естественную циркуляцию все же понадобятся. Гравитационная система включает разгонный коллектор (вертикальный участок розлива) сразу после котла. Кроме того, между врезками насоса должен присутствовать байпас с диаметром, равным диаметру розлива: он снизит гидравлическое сопротивление участка до минимума.

Простейшая гравитационная система.

Итог

Если у нас частный дом или квартира, автономное отопление не более чем на 5-8 радиаторов и на 2-3 развилки, мы легко можем рассчитать всё сами. Нам понадобиться знать, в какой мере мощная каждая отопительная точка, потери тепла в помещении и хорошая таблица для подбора диаметра трубы.

Однако, как уже стало понятно, рассчитать сложную многоуровневую систему с многочисленными стыками и развилками доверьте опытным специалистам. Ну, а если Вы всё же решились сделать всё сами, то хотя бы почитайте статьи, такие как наша и проконсультируйтесь у специалистов.

Какая должна быть температура поверхности теплого пола?

Вообще-то, я об этом уже писал в отдельной статье, но повторить будет не лишне. Ниже перечислены максимально предельные температуры поверхности пола для помещений разного назначения:

• для жилых помещений и рабочих комнат, в которых люди преимущественно стоят: 21…27 градусов;
• для жилых комнат и офисов: 29 градусов;
• для вестибюлей, прихожих и коридоров: 30 градусов;
• для ванн, бассейнов: 33 градуса
• для помещений, в которых имеет место активная деятельность: 17 градусов
• в помещениях с ограниченным пребыванием людей (производственные помещения) допускается максимальная температура пола 37 градусов.

В краевых зонах до 35 градусов.