Необходимый диаметр труб для разных систем отопления

В статье рассмотрим системы с принудительной циркуляцией. В них движение теплоносителя обеспечивается постоянно работающим циркуляционным насосом. При выборе диаметра труб для отопления исходят из того, что основная их задача — обеспечить доставку требуемого количества тепла к нагревательным приборам — радиаторам или регистрам. Для расчета нужны будут следующие данные:

• Общие теплопотери дома или квартиры.
• Мощность отопительных приборов (радиаторов) в каждой комнате.
• Протяженность трубопровода.
• Способ разводки системы (однотрубная, двухтрубная, с принудительной или естественной циркуляцией).

То есть, перед тем как приступать к расчету диаметров труб, вы предварительно считаете общие потери тепла, определяете мощность котла и рассчитываете мощность радиаторов для каждой комнаты. Нужно будет также определиться со способом разводки. По этим данным составляете схему и затем только приступаете к расчету.

Чтобы определить диаметр труб для отопления вам понадобится схема с расставленными значениями тепловой нагрузки на каждом элементе

На что еще нужно обратить внимание. На то, что маркируются у полипропиленовых и медных труб наружный диаметр, а внутренний вычисляется (отнимаете толщину стенки). У стальных и металлопластиковых при маркировке проставляется внутренний размер. Так что не забывайте эту «мелочь».

Как выбрать диаметр трубы отопления

Точно рассчитать, какого сечения трубы вам нужны, не получится. Придется выбирать из нескольких вариантов. А все потому, что добиться одинакового эффекта можно разными способами.

Поясним. Нам важно доставить к радиаторам нужное количество тепла и добиться при этом равномерного нагрева радиаторов. В системах с принудительной циркуляцией делаем мы это при помощи труб, теплоносителя и насоса. В принципе все, что нам нужно, — это за определенный промежуток времени «прогнать» определенное количество теплоносителя. Тут есть два варианта: поставить трубы меньшего диаметра и подавать теплоноситель с большей скоростью, или сделать систему большего сечения, но с меньшей интенсивностью движения. Обычно выбирают первый вариант. И вот почему:

• стоимость изделий меньшего диаметра ниже;
• с ними работать легче;
• при открытой прокладке они не так привлекают внимания, а при укладке в пол или стены требуется меньшие по размерам штробы;
• при небольшом диаметре в системе находится меньше теплоносителя, что снижает ее инерционность и ведет к экономии топлива.

  
  Расчет диаметра медных труб отопления в зависимости от мощности радиаторов

Так как есть определенный набор диаметров и определенное количество тепла, которое по ним нужно доставить, каждый раз считать одно и то же — неразумно. Потому были разработаны специальные таблицы, по которым в зависимости от требуемого количества тепла, скорости движения теплоносителя и температурных показателей работы системы, определяется возможный размер. То есть для определения сечения труб в системе отопления находите нужную таблицу и по ней подбираете подходящее сечение.

Расчет диаметра труб для отопления производился по такой формуле (при желании можете посчитать). Затем рассчитанные значения записывались в таблицу.

Формула расчета диаметра трубы отопления

Где:

D — искомый диаметр трубопровода, мм ∆t° — дельта температур (разница подачи и обратки), °С Q — нагрузка на данный участок системы, кВт — определенное нами количество тепла, необходимое на обогрев помещения V — скорость теплоносителя, м/с — выбирается из определенного диапазона.

В системах индивидуального отопления скорость движения теплоносителя может быть от 0,2 м/с до 1,5 м/с. По опыту эксплуатации известно, что оптимальная скорость находится в пределах 0,3 м/с — 0,7 м/с. Если теплоноситель движется медленнее, возникают воздушные пробки, если быстрее — сильно возрастает уровень шумов. Оптимальный диапазон скоростей и выбирают в таблице. Таблицы разработаны для разных видов труб: металлических, полипропиленовых, металлопластиковых, медных. Рассчитаны значения для стандартных режимов работы: с высокими и средними температурами. Чтобы процесс подбора был более понятен, разберем конкретные примеры.

Полипропиленовые трубы PPRC армированные — обзор и характеристики

Каждое современное помещение, независимо от его предназначения, нуждается в обеспечении водными ресурсами. Инструментом обеспечения любого здания или помещения был и остается водопровод. Водопроводная сеть представляет собой сеть из различного рода трубных изделий по которым вода поступает в место своего использования.

Преимущества использование трубы pprc

В данной статье речь пойдет о трубе pprc, которая усиливается внутренне армировкой. Итак,Полипропиленовые трубы pprc армированныепредставляют собой трубные изделия изготовленные из Poly Propylene Random Copolymer. Это материал представляет собой статический рандом сополимера, который производится путем добавления в сеть молекул полипропилена молекулы этилена. Этот материал относится к разряду полиолефинов, которые отличаются высокой экологичностью.

Трубные изделия рандомного сополимера, кроме длинного названия, отличается довольно большим количеством положительных характеристик.

• Обладают невысокой теплопроводностью.
• Имеют высокий коэффициент сопротивляемости различным химическим веществам.
• Данный тип изделия не подвергается воздействию таких процессов как коррозия и ржавение.
• Характеризуются высокой звукоизоляцией.
• В процессе работы трубы pprcна внутренней поверхности материала не происходит образование осадочных материалов, таких солевые или известковые.
• Обладают высокой ударной прочностью.
• Данный вид материала имеет высокую стойкость к многократным изгибам, после которых оставляет за собой целостность обшивки и первичные механические свойства.
• При воздействии высоких температур изделия из полипропилена не подвергаются деформации и остаются прежней формы.
• Как уже упоминалось выше, данный вид трубной арматуры обладает высокой экологичностью. Это проявляется в том, что после исхода срока службы и последующей утилизации они не выделяют токсических веществ, которые могут навредить человеку и природе в целом.
• При соответствующем монтаже и эксплуатации обладают высоким сроком службы.

Полипропиленовые трубы PPRC армированные: специфика армировки

Армированная трубные изделия pprcпредставляют собой трубы из водопроводную арматуру из полипропилена в конструкцию которой, кроме исходного материала, входит тонкий дополнительный слой из алюминия или стекловолокна. Такой вид трубной арматуры может применяться в системах холодного или горячего водовода, а также для других трубных коммуникаций, химический состав которых не повредит полипропилену. Данный тип трубных материалов можно также применять в системах пожаротушения. Итак подробнее о типах армирования трубной арматуры pprcи их особенностях:

Армирование с помощью слоя алюминиевой фольги. Слой металла может располагаться внутри или снаружи изделия. Такая обработка придает трубе дополнительные свойства, которые проявляются в повышении её прочности и сопротивляемости температурам.

Армирование с помощью стекловолокна придает трубным материалам прочность и повышает сопротивление механическим воздействиям. Такой вид армирования исключает образование расслоение структуры обшивки трубного изделия, что может произойти в случае с армировкой алюминием.

Полипропиленовые трубы PPRC армированные: методы монтажа

Монтаж трубной коммуникации из полипропилена отличается сравнительной легкостью, по сравнению с аналогичным процессом в случае со стальными или медными трубами. Для работы с такого типа материалами потребуются специфические инструменты. Во-первых – это специальный сварочный аппарат для спайки частей трубы между собой. Этот прибор представляет собой инструмент с отверстиями для монтажных материалов. В процессе работ необходимые куски трубы помещаются в эти отверстия, а после нагрева, соединяются между собой с помощью специализированных фитингов.

Для резки трубной арматуры на необходимые части применяются специальные ножницы и труборезы для полипропиленовых труб. С помощью этих инструментов трубы легко разделяются на необходимые куски. Система легко прикрепляется к практически любой поверхности с помощью любых держателей, которые крепятся с помощью шурупов или клея.

Таким образом, в статье были описаны все основные характеристики трубы из статического рандома сополимера (pprc), а также их преимущества по сравнению с металлическими. Также были охарактеризованы и показаны их типологические особенности и специфика монтажа.

Полипропиленовые трубы PPRC армированные

Применение трубы pprc в различных трубных системах помещений. В статье описываются основные характеристики трубных коммуникаций, в монтаже которых использовались трубы pprc.

Расчет для двухтрубной системы

Имеется двухэтажный дом с двухтрубной системой отопления по два крыла на каждом этаже. Использоваться будут полипропиленовые изделия, режим работы 80/60 с дельтой температур 20°C. Теплопотери дома составляют 38 кВт тепловой энергии. На первый этаж приходится 20 кВт, на второй 18 кВт. Схема приведена ниже.

Двухтрубная схема отопления двухэтажного дома. Правое крыло (кликните для увеличения размера)

Двухтрубная схема отопления двухэтажного дома. Левое крыло (кликните для увеличения размера)

Справа размещена таблица, по которой определять будем диаметр. Розоватая область — зона оптимальной скорости движения теплоносителя.

Таблица для расчета диаметра полипропиленовых труб отопления. Режим работы 80/60 с дельтой температур 20оС (кликните для увеличения размера)

Начинаем расчет.

1. Определяем, какую трубу нужно использовать на участке от котла до первого разветвления. Через этот участок проходит весь теплоноситель, потому проходит весь объем тепла в 38 кВт. В таблице находим соответствующую строку, по ней доходим до тонированной розовым цветом зоны и поднимаемся вверх. Видим, что подходят два диаметра: 40 мм, 50 мм. Выбираем по понятным соображениям меньший — 40 мм.
2. Снова обратимся к схеме. Там где поток разделяется 20 кВт идет на 1-й этаж, 18 кВт отправляется на 2-ой этаж. В таблице находим соответствующие строки, определяем сечение труб. Получается, что обе ветки разводим диаметром 32 мм.
3. Каждый из контуров разделяется на две ветки с равной нагрузкой. На первом этаже вправо и влево идет по 10 кВт (20 кВт/2=10 кВт), на втором по 9 кВт (18 кВт/2)=9 кВт). По таблице находим соответствующие значения для этих участков: 25 мм. Этот размер используется и далее до того момента, пока тепловая нагрузка не снизится до 5 кВт (по таблице видно). Далее идет уже сечение 20 мм. На первом этаже на 20 мм переходим после второго радиатора (смотрите по нагрузке), на втором — после третьего. В этом пункте есть одна поправка, внесенная накопленным опытом — лучше переходить на 20 мм при нагрузке 3 кВт.

Все. Диаметры полипропиленовых труб для двухтрубной системы рассчитаны. Для обратки сечение не рассчитывается, а разводка делаются такими же трубами, как и подача. Методика, надеемся, понятна. Аналогичный расчет при наличии всех исходных данных провести будет несложно. Если решите использовать другие трубы — вам понадобятся другие таблицы, рассчитанные для нужного вам материала. Можете попрактиковаться на этой системе, но уже для режима средних температур 75/60 и дельтой 15°C (таблица расположена ниже).

Таблица для расчета диаметра полипропиленовых труб отопления. Режим работы 75/60 и дельта 15 °C (кликните для увеличения размера)

Правила и полезные советы по монтажу

• Самые простые в установке конструкции — однослойные. Чтобы их установить, сначала изделие обрезают труборезом, обтачивают края и соединяют конструкцию с помощью фитингов или клея.
• Многослойные монтируются так же, единственная разница — при работе с ними нельзя использовать холодную сварку, она не обеспечит соединения всех слоев. Обычно многослойные детали соединяют с помощью горячей сварки или используют специальные фитинги.
• Трубы с армированием нуждаются в специальной подготовке перед установкой. Все дело в том, что алюминиевая фольга крепится к волокну на клей, а это значит есть определенный риск отслаивания. Чтобы избежать этого, перед сваркой изделия с армированием алюминиевой фольгой, нужно как бы запаять концы — удалить часть фольги с края, после чего припаять волокно с двух сторон. Сквозь такую защиту вода не проникнет, а значит трубопровод останется целым.

Определение диаметра труб для однотрубной системы с принудительной циркуляцией

Принцип остается тем же, меняется методика. Давайте используем другую таблицу для определения диаметра труб с иным принципом занесения данных. В ней оптимальная зона скоростей движения теплоносителя окрашена в голубой цвет, значения мощностей находятся не в колонке сбоку, а внесены в поле. Потому сам процесс немного другой.

Таблица для расчета диаметра труб отопления

По этой таблице рассчитаем внутренний диаметр труб для простой однотрубной схемы отопления на один этаж и шесть радиаторов, подключенных последовательно. Начинаем расчет:

1. На вход системы от котла подается 15 кВт. Находим в зоне оптимальных скоростей (голубой) значения близкие к 15 кВт. Их два: в строке размером 25 мм и 20 мм. По понятным причинам, выбираем 20 мм.
2. На первом радиаторе тепловая нагрузка снижается до 12 кВт. Находим это значение в таблице. Получается, что от него идет дальше такого же размера — 20 мм.
3. На третьем радиаторе нагрузка уже 10,5 кВт. Определяем сечение — все те же 20 мм.
4. На четвертый радиатор, судя по таблице, идет уже 15 мм: 10,5 кВт-2 кВт=8,5 кВт.
5. На пятый идет еще 15мм, а после него уже можно ставить 12 мм.

   
   Схема однотрубной системы на шесть радиаторов

Еще раз обратите внимание, что в расположенной выше таблице определяются внутренние диаметры. По ним затем можно найти маркировку труб из нужного материала.

Кажется, проблем с тем, как рассчитать диаметр трубы отопления, быть не должно. Все достаточно понятно. Но это справедливо для полипропиленовых и металлопластиковых изделий — у них теплопроводность невысокая и потери через стенки незначительные, потому при расчете их во внимание не берут. Другое дело — металлы — сталь, нержавейка и алюминий. Если протяженность трубопровода значительная, то и потери через их поверхность будут значительными.

Виды применяемых фитингов

Трубная магистраль состоит из линейных элементов и стыковочных элементов – фитингов, которые устанавливаются на соединениях, переходах от одного диаметра к другому, угловых поворотах и отводах системы.

Перечень применяемых полипропиленовых фитингов, применяемых для устройства инженерных коммуникаций:

• Соединительные муфты. Применяются для стыковки двух линейных отрезков.
• Угловые повороты. Разводка на входе в квартиру или на этаж редко сохраняет свою линейную конфигурацию. На практике, из-за ограниченных габаритов помещений, сеть поворачивают на 45°или 90 ° загнутыми угловыми отводами.
• Переходы от одного размера к другому. Окончания переходников выполняются с разными внутренними диаметрами, позволяющие создавать магистраль из полипропиленовых труб с разным поперечным сечением.
• Тройники и крестообразные отводы. При одновременной стыковке нескольких труб в одном узле возникает необходимость установки соединительного тройника или крестовины.
• Обводы. Во время монтажа водопроводной или отопительной линии приходится обводить трубопровод вокруг выступающих конструкций зданий. Обводы устанавливает в разрывах линейной магистрали.

Зачистка для полипропиленовых труб своими руками без специального инструмента Для повышения надежности и максимального давления трубы из полипропилена имеют армированный слой. Но он мешает формированию качественного сварного соединения. Выход – зачистка для полипропиленовых…

Устройство отопительной системы не обходится без применения комбинированной соединительной муфты «американка». Эта резьбовая деталь с одной стороны состоит из металлической основы, а с другой стороны выполняется с пластиковым окончанием для сварки. Получается разборное соединение, удобное для проведения монтажных работ.

Особенности расчета сечения металлических труб

Для больших отопительных систем с трубами из металлов необходимо учитывать потери тепла через стенки. Потери не так и велики, но при большой протяженности могут привести к тому, что на последних радиаторах температура будет совсем низкой из-за неправильного выбора диаметра.

Рассчитаем потери для стальной трубы 40 мм с толщиной стенки 1,4 мм. Потери рассчитываются по формуле:

q = k*3.14*(tв-tп)

где:

q — тепловые потери метра трубы,

k – линейный коэффициент теплопередачи (для данной трубы он составляет 0,272 Вт*м/с);

tв — температура воды в трубе — 80°С;

tп — температура воздуха в помещении — 22°С.

Подставив значения получаем:

q = 0,272*3,15*(80-22)=49 Вт/с

Получается, что на каждом метре теряется почти 50 Вт тепла. Если протяженность значительная, это может стать критическим. Понятно, что чем больше сечение, тем больше будут потери. Если нужно учесть и эти потери, то при расчете потерь к снижению тепловой нагрузки на радиаторе добавляют потери на трубопроводе, а затем, по суммарному значению находят требуемый диаметр.

Определение диаметра труб системы отопления — непростая задача

Но для систем индивидуального отопления эти значения обычно некритичны. Тем более что при расчете теплопотерь и мощности оборудования, чаще всего округление расчетных величин делают в сторону увеличения. Это дает определенный запас, который позволяет не делать столь сложных расчетов.

Важный вопрос: где брать таблицы? Почти на всех сайтах производителей такие таблицы есть. Можно считать прямо с сайта, а можно скачать себе. Но что делать, если нужных таблиц для расчета вы все-таки не нашли. Можете воспользоваться описанной ниже системой подбора диаметров, а можно поступить по-другому.

Несмотря на то, что при маркировке разных труб указываются разные значения (внутренние или наружные), с определенной погрешностью их можно приравнять. По расположенной ниже таблице можно найти тип и маркировку при известном внутреннем диаметре. Тут же можно будет найти соответствующей размер трубы из другого материала. Например, нужен расчет диаметра металлопластиковых труб отопления. Таблицу для МП вы не нашли. Зато есть для полипропилена. Подбираете размеры для ППР, а потом по этой таблице находите аналоги в МП. Погрешность естественно, будет, но для систем с принудительной циркуляцией она допустима.

Таблица соответствия разных типов труб (кликните для увеличения размера)

По этой таблице вы легко определите внутренние диаметры труб системы отопления и их маркировку.

Классификация по давлению

Труба из полипропилена различается по устойчивости к давлению протекающей по ней среды.

Классификация полипропиленовых труб.

Согласно данному параметру существует следующая классификация продукции:

1. N10 или PN10. Такой вид подходит для создания систем обогрева или водяного теплого пола, где температура нагрева жидкости не выше +45°С и значение нагрузки на стенки не превышает 10 атм.
2. N16 или PN16. Изделия эксплуатируются при температуре проходящей среды не более +60°С и нагрузках на стенки до 16 атм. Данный тип труб встречается редко в связи с низким спросом.
3. N20 или PN20. Изделия способны эксплуатироваться при давлении до 20 атм. и температуре до +80°С. Из них монтируют отопительные и водопроводные системы.
4. N25 или PN25. Данный вид выдерживает нагрузку на стенки до 25 атм. и температуру до +95°С. Повышенные прочностные характеристики обусловлены наличием дополнительного фольгированного слоя. Применяются изделия в системах, протекающая жидкость в которых характеризуется высокой температурой и давлением.

Подбор диаметра трубы для отопления

Этот метод основан не на расчетах, а на закономерности, которая прослеживается при анализе достаточно большого количества систем отопления. Это правило выведено монтажниками и используется ими на небольших системах для частных домов и квартир.

Диаметр труб можно просто подобрать следуя определенному правилу (кликните для увеличения размера)

Из большинства котлов отопления выходят патрубки подачи и обратки двух размеров: ¾ и ½ дюйма. Вот такой трубой и делается разводка до первого разветвления, а дальше на каждом разветвлении размер уменьшается на один шаг. Таким способом можно определить диаметр труб отопления в квартире. Системы обычно небольшие — от трех до восьми радиаторов в системе, максимум — две-три ветки по одному-два радиатора на каждой. Для такой системы предложенный способ — отличный выбор. Практически также дело обстоит и для небольших частных домов. А вот если имеется уже два этажа и более разветвленная система, то приходится уже считать и работать с таблицами.

Как не ошибиться при выборе размеров

Что нужно обязательно знать, отправляясь в строительный магазин за товаром? Для начала — условия эксплуатации. Будет ли это монтаж водопровода с питьевой водой? Или планируете отопление, или теплый пол? Поверьте, во всех этих случая диаметр, размеры фитингов для полипропиленовых труб в мм будет отличаться. Именно поэтому комплектующие покупаются под конкретную строительную задачу. Кроме основной функции надо учитывать, есть ли отопление в помещении, где будет производиться монтаж.

Практические рекомендации

Неправильный выбор диаметров изделий чреват многими неприятностями: протечками (из-за гидродинамических ударов или превышения давления в магистрали), повышенным расходом эл/энергии (топлива) по причине низкой эффективности системы и рядом других. Поэтому монтировать ее по принципу «как у соседа (кума, свояка)» не следует.

Если контур состоит из разнородных труб, то придется делать специальные расчеты для каждого участка (линии) трассы. Отдельно – для пластика, металла (сталь, медь), применять различные коэффициенты и так далее.

Решить такую задачу может лишь специалист. В подобных ситуациях самостоятельно заниматься расчетами не стоит, так как ошибка может быть весьма значительной. Услуги профессионала обойдутся гораздо дешевле, чем последующая переделка коммуникаций, да еще и в отопительный сезон.

Подключение всех приборов (расширительный бак, батареи и других) контура осуществляется трубами одного сечения.

Для исключения образования воздушных пробок (в случае некоторых ошибок в расчетах) на каждой линии следует установить так называемые воздухоотводчики.