Як визначити діаметр труби для опалення з примусовою та природною циркуляцією

Для ідеального проектування системи опалення важливо не тільки, але і правильно розрахувати діаметр труб.

Саме цей параметр визначає пропускну здатність труби, визначаючи об'єм теплоносія, який можливо через неї транспортувати в одиницю часу. Діаметр труб безпосередньо впливає на протяжність трубопроводу та його можливу «розгалуженість», а також визначає кількість радіаторів опалення, які потенційно можуть бути підключені до системи. Втрати тепла можна спрогнозувати, спираючись на діаметр труб.

Всі труби для систем опалення умовно можуть бути поділені на два види:
- металеві: чорний метал, мідь, латунь, бронза;
- полімерні: , металопластик, поліетилен, поліпропілен.

Метало пластикові трубилегкі в монтажі, стійкі до температур, що підвищуються на деякий час до 130 градусів, вони гнучкі та можуть розміщуватися за меблями. Поліетиленові труби розтягуються при нагріванні, тому з ними використовуються додаткові кріплення та компенсаційні петлі. Будь-які пластикові труби зайвого шуму не створюють, що є однією з їх переваг.



не поступаються металопластиковим аналогам, а за багатьма характеристиками їх перевершують. Термін служби мідної системи опалення досягає 100 років і фахівці вважають цей матеріал ідеальним для системи опалення. Мідь має високу теплопровідність, що добре для системи теплої підлоги, але не дуже добре в інших системах опалення. І мідь – досить дорогий матеріал. Нержавіюча сталь дешевша за мідь, але монтувати її важко, при цьому вона не має необхідної теплопровідності і гнучкості.

Будь-який з перерахованих матеріалів має свої переваги та недоліки, проте краще уникати труб з ПВХ та поліпропілену, оскільки вони сприйнятливі до високих температур.

Види опалювальних систем

Опалювальні системи бувають централізовані та індивідуальні. В центральній системіопалення, яку використовують у багатоповерхівках, тиск може підніматися до 16 атмосфер у момент очищення трубопроводу. В індивідуальній системі, яку обладнають у приватних будинках та котеджах, тиск не перевищує 2-3 атмосфер. Крім цього, системи опалення бувають однотрубні та двотрубні, з примусовою або природною циркуляцією. Зрозуміло, труби повинні відповідати конкретній системі опалення.

Примусова система опалення
для монтажу примусової системи має бути малим, і ось чому:
- при меншому діаметрі труб для опалення потрібна менша кількість теплоносія, що нагрівається, що дає економію засобів і часу;

— швидкість руху теплоносія в системі тим менша, чим менший переріз труб;
- Монтаж труб малого діаметру легше проводити;
— трубопровід невеликого діаметра економічно вигідніший.

Діаметр труб та ККД системи опалення

Ефективне функціонування системи опалення гарантується лише коректно виконаним проектом трубопроводу. Ще на етапі планування необхідно скоротити можливі тепловтрати, інакше навіть із серйозними енерговитратами не буде повноцінно працювати і справлятися зі своїми завданнями. Економічна система з високим ККД створюється лише з урахуванням усіх аспектів: фізико-хімічних характеристик матеріалу, довжини та діаметра труб.

Види діаметра труб

1) внутрішній діаметр (є головним параметром, що визначає розмір виробу);
2) зовнішній діаметр (дає класифікацію труб):
- Мінімальний діаметр (5-102 мм);
- Середній (102-406 мм);
- Великий (406 мм і більше);
3) умовний діаметр (округлене до цілого числа значення діаметра, виражене у дюймах).

Матеріал, з якого виготовлена ​​труба, визначає різницю між внутрішнім та зовнішнім діаметром виробу. Зовнішній діаметр завжди суворо враховується під час монтажу системи опалення, оскільки від нього залежить вибір кріплень. Внутрішній діаметр є основним критерієм вибору труби для системи.

Підбір діаметра труб для приватного котеджу залежатиме від способу, яким теплоносій подаватиметься в систему. Якщо котедж підключено до центральної магістралі, то розрахунки проводяться такі самі, як і при монтажі трубопроводу в квартирі. Якщо ж котедж оснащений, діаметр труб залежатиме від схеми опалення та матеріалу. Наприклад, природна циркуляція потребує одного діаметра, а примусова – іншого.

Як розрахувати діаметр труб опалення

На вибір діаметра труб вплине матеріал виробу, особливості розведення опалювальної системи, тип теплоносія, тиск води в системі та швидкість течії теплоносія в системі.

У формулі, за якою розраховується діаметр труб, враховують:
- Вибрану схему розведення;
- Вихідний діаметр вхідно-вихідної труби;
- Швидкість руху теплоносія в системі (ідеальним буде інтервал від 0.3 до 0.7 м/с).


- різницю температур між подачею та обраткою в системі опалення, тобто розрахункове охолодження теплоносія;
- Коефіцієнт опору труби (надається виробником);
— необхідна кількістьтепла.

Професійні розрахунки діаметра труб опалення досить складні, нехай займаються фахівці-теплотехніки. Наведемо спрощену формулу:
D=√354∙(0.86∙Q:∆t):V,
де D – діаметр труби у сантиметрах;
∆t – різниця температур у градусах Цельсія (подача-обратка для двотрубної системи опалення);
Q – навантаження на конкретну ділянку системи у кіловатах;
V – швидкість теплоносія у метрах за секунду.

Відштовхуватись при проектуванні опалення слід від входу-виходу котла. Діаметр труб для опалення повинен бути меншим, ніж діаметр , і на початковій ділянці його роблять з металу, навіть якщо весь трубопровід виконується з полімерних труб. Наприклад, якщо від котла прокладено центральну трубу діаметром 1 дюйм, то розгалуження її здійснюється трубами діаметром ¾ дюйма, але в гілку останнього приладу ведуть трубу діаметром ½ дюйма. До розрахунків діаметра труб для опалення доцільніше залучати фахівців.

Важливо!У гонитві за рентабельністю не можна встановлювати труби меншого діаметра, ніж вийшов при розрахунках, інакше вся система опалення буде шумною та малоефективною. Так само помилково вважати, що зі збільшенням діаметра труб ефективність системи опалення зростає. Невиправдано великий діаметр труб знижує тиск у системі, що мінімізує тепло у будинку.

Найчастіше помилки при монтажі системи опалення неможливо виправити вибірково, і доводиться переробляти всю систему, тому розрахунки мають бути вірними. Фахівці допоможуть спроектувати систему опалення найбільш раціонально, і таким чином виключать необхідність перемонтажу системи та витрат, пов'язаних з цим.

При монтажі системи обігріву будинку важливий розрахунок діаметра труб для опалення. Він допоможе уникнути зайвих втрат тепла та витрат енергії.

Крім цього, діаметр труби визначає їх габарити, які слід враховувати під час планування дизайну приміщень.

Про гідравлічний розрахунок для опалювальних труб

Щоб розрахувати діаметр труб опалення для будинку або квартири, необхідно знати їх основні параметри, це:

• матеріал, з якого вони виготовлені (наприклад, );
• внутрішній діаметр самих труб;
• аналогічний параметр фітингів та фасонних деталей;
• номінальна величина діаметра внутрішнього;
• товщина стінок у труб.

Слід пам'ятати, що не правильний вибірдіаметра для труб та необґрунтоване його збільшення, з метою зробити площу теплової віддачі більшою, обов'язково призведе до падіння тиску в системі та теплових втрат.

Зверніть увагу!

Тому і необхідний гідравлічний розрахунок двотрубної системи опалення, призначений для підбору таких значень діаметра всіх ділянок трубопроводу, при яких у кожному з циркуляційних кілець тиск, що переміщає розрахункову кількість теплоносія (в одиницю часу), перевищуватиме на 10 відсотків втрати тиску, внаслідок гідравлічного опору.

Втрати тиску в контурах циркуляції поділяються на втрати, що виникають від тертя, а також втрати внаслідок місцевих опорів.

Формула визначення діаметра трубопроводу

Професійний розрахунок діаметрів труб опалення досить складний і доступний лише фахівцям-теплотехнікам, тому розповімо про його спрощену схему.

При такому обчисленні формула для визначення розмірів опалювальних труб така:

D = √354∙(0.86∙Q:Δt):V

Де букви означають:

• D - діаметр труб, сантиметрах;
• Q - навантаження на цю ділянку системи, в кіловатах;
• ∆t — різниця температур на подачі та зворотному напрямку, у градусах Цельсія;
• V – швидкість, яку має теплоносій, у метрах за секунду.

Слід зазначити, що на подачі стандартна температура води не повинна бути меншою за 90º, на звороті теплоносій остигає до 65/70º. Значить значення ∆t – це 20º.

Розрахунок навантаження, тобто необхідної теплової потужності системи

Щоб визначити мінімально необхідну потужністьопалювальної системи, можете використовувати таку спрощену формулу: Qт = V∙∆t∙K:860

• Де символи означають:
  Qт – потрібна теплова потужність, У кіловатах на годину;
• V — об'єм кімнати, що обігрівається (висота, довжина, ширина), в кубічних метрах;
• ∆t- різниця між температурою зовнішнього повітря та потрібною температуроюу приміщенні, у градусах Цельсія;
• К - коефіцієнт тепловтрат будівлі;
• 860 означає переведення у кВт/год.

Коефіцієнт тепловтрат будівлі залежить від його типу, а також теплоізоляції приміщень.

Коли проводиться розрахунок труб опалення, можна скористатися такими спрощеними значеннями для різних видівбудівель:

• К, рівний 3/4 - будівництво, що не має теплоізоляції (спрощена конструкція з дерева або гофрованих металевих листів);
• К, відповідний 2/2.9 – невеликий ступінь теплоізоляції (конструкція будови спрощена, наприклад – одинарна кладка з цегли, проста конструкція покрівлі та вікон);
• Дорівнює 1/1.9 – середній рівень теплоізоляції (конструкція будівлі стандартна, наприклад – подвійна кладка з цегли, невелика кількість вікон, стандартна покрівля);
• К, рівний 0.6/0.9 – високий рівень теплоізоляції (конструкція будівлі покращена, цегляні стінимають подвійну теплоізоляцію, невелику кількість вікон, що мають подвійні рами, основа підлог утеплена, дах оснащений якісною теплоізоляцією).

Коли здійснюється розрахунок діаметра труби для опалення, різниця між зовнішньою температурою повітря і необхідною вам температурою в приміщеннях, обчислюється, виходячи з клімату у вашій місцевості і того ступеня комфорту, яку ви плануєте отримувати від системи опалення.

Наприклад візьмемо приміщення з висотою стель 3 м, довжиною 5 м і шириною 3 м. Отже, об'єм кімнати дорівнює 3∙5∙3=45 м³.

Середня зимова температура в Підмосков'ї, відповідно до спеціальних таблиць, дорівнює -28º. Нею і оперуватимемо. Погодимося з тим, що температура +20 в кімнатах досить комфортна. Отже значення ∆t: 28+20=48º.

Значення До приймемо 0.9.

Підставляємо всі величини в формулу: Qт=45∙48∙0.9:860. Здійснивши обчислення, отримаємо необхідну потужність опалювальної системи в даному приміщенні: 2.26 кВт/год.

Швидкість теплоносія

Зверніть увагу!

Мінімальний рівень швидкості, яку повинен мати теплоносій, становить 0.2/0.25 м/сек.

Якщо швидкість менша, то починає відбуватися виділення повітря з теплоносія, а це призведе до утворення в системі повітряних пробок.

Наслідком може стати часткова чи повна втрата працездатності опалення.

Верхній рівень швидкості теплоносія може складати 0.6/1.5м/сек. Якщо дотримуватися верхній порігШвидкість, це дозволяє уникнути утворення гідравлічних шумів у системі. 1.5м/сек. і приймемо за потрібну величину.

Тепер, знаючи всі потрібні нам значення, підставляємо їх у кінцеву формулу: D = √354∙(0.86∙2.26:20):1.5. У результаті наших обчислень отримуємо зразкову цифру внутрішнього діаметра труб 12 мм.

Таблиця визначення внутрішнього діаметра труб.

Звичайно, плануючи систему опалення - розрахунок діаметра труб найкраще здійснювати, користуючись спеціальною таблицею, тому що всі цифри та формули ви не зможете запам'ятати. Таблиця чітко вказує параметри, які має той чи інший теплоносій, враховує конкретні схеми розведення трубопроводу, технічні характеристики обігрівальних приладів та ін.

Тому користуватися таблицею потрібно обов'язково, проводячи розрахунок труби + діаметра для опалення, тому що кожна з конкретних опалювальних систем має свою прив'язку до приладів і працює на конкретному теплоносії - воді, маслі, антифризі. Крім цього, таблиця і враховує і тип циркуляції: штучна чи природна.

Опалення приватного будинку є складною структурою, що складається з трубопроводів і безлічі приладів. Щоб створити таку систему, яка обігріватиме будинок, не викидаючи на вітер зайві гроші в процесі експлуатації (та й на стадії монтажу), всі елементи системи повинні бути оптимізованими, правильно підібраними і відповідали потребам будинку в теплі та один одному.

Діаметр труби варто підбирати при сукупності багатьох умов

Для правильного розрахунку діаметра труб беруться до уваги загальні втрати в приміщенні в максимально холодний зимовий період. Виходячи з цього, обчислюється

• кількість блоків у кожному радіаторі.

На діаметр трубопроводів також впливають:

1. Тип розведення (одно- або двотрубна)
2. Спосіб циркуляції (примусова, самопливна)

Котел

Якщо місцевість, де передбачається встановлювати казан, забезпечується газом, то опалювальний котел в приватному будинку однозначно вибирається газовий, як найбільш економічний. Розрахунок потужності котла виконується у відсотковому співвідношенні 1КВт. годину на 10кв. метрів площі при висоті стелі 3 метри.

Котел опалення безпосередній елемент для розрахунку діаметра трубопроводу

На вибір потужності котла також впливають:

• Якість палива (розрахунок виконувався використання газу);
• Тепловтрати допускаються, якщо котел розташований на деякій відстані від будинку. При цьому теплоізоляція трубопроводів не є задовільною;
• Слабка теплоізоляція стін.
• Використання гарячої побутових умов. Двох контурний котел, що вибирається для подачі гарячої води, повинен бути потужнішим;
• Слід враховувати і те, що взимку тиск у газопроводах незмінно падає.

Всі вищезгадані фактори змушують використовувати обладнання потужністю в півтора-два рази більшою, ніж потрібно для автономного опаленнявдома.

Подача води до котла: природне двотрубне опалення в ленінградці

Самопливна подача води в котел здійсненна за централізованого водопостачання місцевості. Але якщо забудовник отримує воду від колодязя індивідуально, для подачі та кругообігу води потрібен для опалення.

В опалювальній системі застосовується циркуляційний насос, що оптимізує швидкість теплоносія, і забезпечує повернення остиглої рідини в котел. проблему повітряних пробок, які змиваються постійно поточним теплоносієм. Для опалювальної системи приватного будинку рекомендується вибирати насос, що саморегулюється, з мокрим ротором, який в процесі експлуатації контактує з теплоносієм. Цей насос працює безшумно, здатний сам підлаштуватись під зміну роботи котла, він економічний і довговічний. Його потужності та ККД достатньо для котеджу.

Манометри дозволяють контролювати тиск.

Контроль тиску в системі опалення є обов'язковим, тому що в будь-який момент може статися збій і треба реально розуміти робочий тиск.

Оптимальним для домашньої системи опалення має бути тиск у півтора-два атм. Стрибок тиску до 3-х атм. Здатний розірвати казан, трубопроводи. І щоб уникнути різкого перевищення тиску в системі опалення внаслідок підвищення тиску води, на виході з котла встановлюється розширювальний бак.

Теплопровід у багатоквартирному будинку: як вибрати труби по зовнішньому та внутрішньому діаметру гільзи для радіатора

У системі обігріву будинку не останнє значення має правильний вибір труби, якими тече теплоносій. Від діаметра залежить

• Пропускна здатність трубопроводу,
• кількість води, що знаходиться в опалювальному контурі в одиницю часу, і, відповідно, тепловіддача;
• тиск води у контурі.

Розглянемо, як розрахувати правильний системиобігріву з примусовим циркулюванням, найбільш прийнятним для опалення в приватному будинку. Вибираючи труби для опалювального контуру, слід враховувати один фактор: мідні та пластикові труби маркуються по зовнішньому діаметру, а в технічні характеристикисталевих та металопластикових виробів - прописується внутрішній переріз. Цей фактор має значення при розрахунках діаметрів та монтажі трубопроводів. Діаметр труби для опалення заміського будинку вибрати не складно, якщо є під рукою гарний теплотехнік.

Діаметр труб опалення важливий при монтажі та розрахунку системи

Якщо підбираються труби для підключення власного будинкудо централізованої тепломагістралі, то діаметр труб для опалення береться такий, як у квартирах багатоповерхових будинків.

Але зовсім по-іншому розраховується діаметр труби для опалення приватного будинку. Важливо пам'ятати, що не на всьому протязі теплопроводу слідвибирати для опалення
труби одного розміру. На певних ділянках, доки міри з розгалуження, їх перетин змінюється.

Формула розрахунку діаметра труб для опалення приватного будинку

Розрахунок виконується за формулою

Формула розрахунку діаметра труби для опалення

D-діаметр труби, в міліметрах
∆t° - різниця температур (між водою, що подається і повертається назад в котел), зазначено в градусах Цельсія(Со);
Q -кількість теплової енергії, необхідної для обігріву приміщення в кіловатах, і розраховане нами раніше;
V - швидкість теплоносія м/с - вибирається з певного діапазону.

Спираючись на цю формулу, для простоти обчислень створено дані, що дозволяють розрахувати діаметр труби.

На списку даних (внизу) вказані величини для труб з поліпропілену, тому що саме ці вироби все частіше використовуються для опалювального контуру. По ній ви визначите діаметр, необхідний заданої системи обігріву. Рожевим кольором виділено оптимальну швидкість переміщення води — носія тепла. Але якщо ви плануєте встановлювати сталеві або металопластикові труби, то працюватимуть інші розрахунки.

Розглянемо, як переміщається теплоносій у контурі із примусовою циркуляцією. Вона здійснюється за допомогою насоса, колектора та носія теплової енергії. Якщо встановити труби з меншим діаметром, то інтенсивність руху гарячої води буде вищою, вона швидше буде здійснювати оборот трубопроводом і повертатися в котлоагрегат. Відповідно, ширший трубопровід уповільнить рух теплоносія.

Тонка труба зроблена для більш швидкої циркуляції рідини теплоносія

Секрети монтажу стояка опалення: використання поліпропіленових труб 25 мм

Опалювальний контур монтується трубопроводом з меншим діаметром з найбанальніших причин:

• Чим тонші труби, тим нижча ціна;
• При відкритому монтажівони не так впадають у вічі, а при закритому вимагають меншої глибини в штробах.
• Чим менший діаметр труб для опалення, тим менше теплоносія знаходиться в системі. Це призводить до економії палива.

Температура теплоносія в системі опалення залежить також від швидкості руху теплоносія по трубопроводу.

Як проводиться розрахунок згідно з встановленим котлом: розведення залежить від багатьох факторів

Спочатку визначаємо, яка труба потрібна на відрізку від котла до першої розбіжності в будинку. Допустимо, дорівнює 38 кВт. По розділу, що відповідає цьому показнику, переходимо на клітини, пофарбовані рожевим відтінком і дивимося, які діаметри труб для опалення приватного будинку відповідають цим зонам. Визначаємо, що це труби 40 та 50 мм. Вибираємо менше, тобто 40 мм. Діаметр труби для системи опалення підбирається справжнім спеціалістом у цій справі.

Далі слідує розгалуження трубопроводу в будинку. Наприклад, на два поверхи. На нижньому поверсі поглинання тепла вище, Припустимо, що 20 кВт поглинаються першим поверхом і 18 переносяться на другий поверх. По таблиці визначаємо, що цій тепловіддачі відповідає розмір перетину 32 мм.

На кожному поверсі трубопровід знову поділяється на дві гілки. Отримуємо, по 10кВт на першому поверсі та 9 – на другому. З таблиці бачимо, що цим параметрам відповідає труба 25 мм. На кожному поверсі по два крила. Знову значення тепла поділяється на два і в результаті виходить 5 та 4,5 кВт. Далі слідує поділ трубопроводу на кімнати, і споживання тепла сягає 5 кВт. Діаметр знижується до 20 мм. Але як показує практичний досвід, переходити на «двадцятку» має сенс лише за умови споживання тепла до 3кВт. Зворотня виконується в такому самому порядку.

Розраховується кількість секцій радіатора опалення виходячи з площі кімнати, де встановлюються радіатори, і спираючись на паспортні дані радіаторів, в яких прописана потужність секцій.

ПОДИВИТИСЬ ВІДЕО

На закінчення слід сказати про те, що опалення дачного будинкуне працює цілодобово та регулярно. Його включають лише тоді, коли у будинку перебувають люди. І в зимовий період є небезпека обмерзання опалювального контуру, розриву труб та радіаторів. Щоб цього не сталося, в казан заливають, який, змішуючись з водою, знижує температуру її замерзання, зсередини захищає сталеві вузли опалювальної системи від корозії. До речі, поліпропіленові труби здатні дещо розширюватися, що захищає їх від розривів внаслідок обмерзання, тому при організації опалення перевага надається саме даного типутрубопроводів. Діаметр труби для опалення повинен відповідати всім вимогам системи загалом.

У статті розглянемо системи із примусовою циркуляцією. Вони рух теплоносія забезпечується постійно працюючим циркуляційним насосом. При виборі діаметра труб для опалення виходять з того, що основне їхнє завдання - забезпечити доставку необхідної кількості тепла до нагрівальних приладів - радіаторів або регістрів. Для розрахунку потрібні будуть такі дані:

• Загальні тепловтрати будинку чи квартири.
• Потужність опалювальних приладів(радіаторів) у кожній кімнаті.
• Протяжність трубопроводу.
• Спосіб розведення системи (однотрубна, двотрубна, з примусовою або природною циркуляцією).

Тобто, перед тим як приступати до розрахунку діаметрів труб, ви заздалегідь вважаєте загальні втрати тепла, визначаєте та розраховуєте. Потрібно також визначитися зі способом розведення. За цими даними складаєте схему і потім лише приступаєте до розрахунку.

На що ще треба звернути увагу. На те, що маркуються у поліпропіленових та мідних труб зовнішній діаметр, А внутрішній обчислюється (забираєте товщину стінки). У сталевих та металопластикових при маркуванні проставляється внутрішній розмір. Так що не забувайте цю «дрібницю».

Як вибрати діаметр труби опалення

Пояснимо. Нам важливо доставити до радіаторів потрібну кількість тепла і досягти рівномірного нагріву радіаторів. У системах з примусовою циркуляцією ми робимо це за допомогою труб, теплоносія і насоса. У принципі, все, що нам потрібно, — це за певний проміжок часу «прогнати» певну кількість теплоносія. Тут є два варіанти: поставити труби меншого діаметра і подавати теплоносій з більшою швидкістю, або зробити систему більшого перерізу, але з меншою інтенсивністю руху. Зазвичай вибирають перший варіант. І ось чому:

Так як є певний набір діаметрів і певну кількість тепла, яке по них потрібно доставити, щоразу вважати одне й те саме — нерозумно. Тому розробили спеціальні таблиці, якими залежно від необхідної кількості тепла, швидкості руху теплоносія і температурних показників роботи системи, визначається можливий розмір. Тобто для визначення перерізу труб у системі опалення знаходите потрібну таблицю і по ній підбираєте відповідний переріз.

Розрахунок діаметра труб для опалення проводився за такою формулою (за бажанням можете порахувати). Потім розраховані значення записувалися таблицю.

D - шуканий діаметр трубопроводу, мм
∆t° - дельта температур (різниця подачі та обратки), °С
Q - навантаження на цю ділянку системи, кВт - певна нами кількість тепла, необхідна на обігрів приміщення
V - швидкість теплоносія, м/с - вибирається з певного діапазону.

У системах індивідуального опалення швидкість руху теплоносія може бути від 0,2 до 1,5 м/с. За досвідом експлуатації відомо, що оптимальна швидкість знаходиться в межах 0,3 м/с – 0,7 м/с. Якщо теплоносій рухається повільніше, виникають повітряні пробки, якщо швидше сильно зростає рівень шумів. Оптимальний діапазон швидкостей та вибирають у таблиці. Таблиці розроблені для різних видівтруб: металевих, поліпропіленових, металопластикових, мідних. Розраховані значення для стандартних режимів роботи: із високими та середніми температурами. Щоб процес підбору був зрозумілішим, розберемо конкретні приклади.

Розрахунок для двотрубної системи

Є двоповерховий будинок з опаленням по два крила на кожному поверсі. Використовуватимуться поліпропіленові вироби, режим роботи 80/60 з дельтою температур 20 °C. Тепловтрати будинку становлять 38 кВт теплової енергії. На перший поверх припадає 20 квт, на другий 18 квт. Схема наведена нижче.

Двотрубна схема опалення двоповерхового будинку. Правое крило (натисніть для збільшення розміру)

Двотрубна схема опалення двоповерхового будинку. Ліве крило (натисніть для збільшення розміру)

Справа розміщена таблиця, за якою визначатимемо діаметр. Рожева область - зона оптимальної швидкості руху теплоносія.

Таблиця для розрахунку діаметра поліпропіленових трубопалення. Режим роботи 80/60 з дельтою температур 20оС (натисніть для збільшення розміру)

Розпочинаємо розрахунок.

1. Визначаємо, яку трубу потрібно використовувати на ділянці від казана до першого розгалуження. Через цю ділянку проходить весь теплоносій, тому проходить весь об'єм тепла 38 кВт. У таблиці знаходимо відповідний рядок, по ній доходимо до тонованої рожевим кольором зони і піднімаємося вгору. Бачимо, що підходять два діаметри: 40 мм, 50 мм. Вибираємо зі зрозумілих міркувань менший – 40 мм.
2. Знову звернемося до схеми. Там, де потік розділяється 20 кВт йде на 1-й поверх, 18 кВт вирушає на 2-й поверх. У таблиці знаходимо відповідні рядки, визначаємо переріз труб. Виходить, що обидві гілки розводимо діаметром 32 мм.
3. Кожен із контурів поділяється на дві гілки з рівним навантаженням. На першому поверсі праворуч і ліворуч йде по 10 кВт (20 кВт/2=10 кВт), на другому по 9 кВт (18 кВт/2)=9 кВт). По таблиці знаходимо відповідні значення цих ділянок: 25 мм. Цей розмір використовується і надалі до того моменту, поки теплове навантаженняне зменшиться до 5 кВт (по таблиці видно). Далі йде вжеперетин 20 мм. На першому поверсі на 20 мм переходимо після другого радіатора (дивіться навантаження), на другому - після третього. У цьому пункті є одна поправка, внесена накопиченим досвідом – краще переходити на 20 мм за навантаження 3 кВт.

Усе. Діаметри для двотрубної системи розраховані. Для звороту перетин не розраховується, а розведення робляться такими ж трубами, як і подача. Методика, сподіваємось, зрозуміла. Аналогічний розрахунок за наявності всіх вихідних даних провести буде нескладно. Якщо вирішите використовувати інші труби, вам знадобляться інші таблиці, розраховані для потрібного вам матеріалу. Можете попрактикуватися на цій системі, але для режиму середніх температур 75/60 ​​і дельтою 15°C (таблиця розташована нижче).

Таблиця для розрахунку діаметра поліпропіленових труб опалення. Режим роботи 75/60 ​​та дельта 15 °C (натисніть для збільшення розміру)

Визначення діаметра труб для однотрубної системи з примусовою циркуляцією

Принцип залишається тим самим, змінюється методика. Давайте використовуємо іншу таблицю визначення діаметра труб з іншим принципом занесення даних. У ній оптимальна зона швидкостей руху теплоносія пофарбована у блакитний колір, значення потужностей знаходяться не в колонці збоку, а внесені до поля. Тому сам процес трохи інший.

По цій таблиці розрахуємо внутрішнійдіаметр труб для простий на один поверх та шість радіаторів, підключених послідовно. Розпочинаємо розрахунок:

Ще раз зверніть увагу, що в таблиці вище визначаються внутрішні діаметри. По них можна знайти маркування труб з потрібного матеріалу.

Здається, проблем із тим, як розрахувати діаметр труби опалення, бути не повинно. Усі досить зрозуміло. Але це справедливо для поліпропіленових та металопластикових виробів – у них теплопровідність невисока і втрати через стінки незначні, тому при розрахунку їх до уваги не беруть. Інша справа - метали - сталь, нержавіюча сталь і алюміній. Якщо довжина трубопроводу значна, то й втрати через їхню поверхню будуть значними.

Особливості розрахунку перерізу металевих труб

Для великих опалювальних систем із трубами з металів необхідно враховувати втрати тепла через стінки. Втрати не такі і великі, але при великій протяжності можуть призвести до того, що на останніх радіаторах температура буде дуже низькою через неправильний вибір діаметра.

Розрахуємо втрати для сталевої труби 40 мм із товщиною стінки 1,4 мм. Втрати розраховуються за такою формулою:

q = k * 3.14 * (tв-tп)

q - теплові втрати метра труби,

k – лінійний коефіцієнт теплопередачі (для цієї труби він становить 0,272 Вт*м/с);

tв - температура води у трубі - 80 ° С;

tп - температура повітря у приміщенні - 22°С.

Підставивши значення отримуємо:

q = 0,272 * 3,15 * (80-22) = 49 Вт / с

Виходить, що на кожному метрі губиться майже 50 Вт тепла. Якщо довжина значна, це може стати критичним. Зрозуміло, що чим більше перетинтим більше будуть втрати. Якщо потрібно врахувати й ці втрати, то при розрахунку втрат до зниження теплового навантаження на радіаторі додають втрати на трубопроводі, а потім за сумарним значенням знаходять необхідний діаметр.

Визначення діаметра труб системи опалення – непросте завдання

Але для систем індивідуального опалення ці значення зазвичай некритичні. Тим більше що при розрахунку тепловтрат та потужності обладнання, найчастіше округлення розрахункових величин роблять у бік збільшення. Це дає певний запас, який дозволяє не робити таких складних розрахунків.

Важливе питання: де взяти таблиці? Майже на всіх веб-сайтах виробників такі таблиці є. Можна рахувати прямо з сайту, а можна скачати собі. Але що робити, якщо потрібних таблиць для розрахунку ви таки не знайшли. Можете скористатися описаною нижче системою підбору діаметрів, а можна зробити інакше.

Незважаючи на те, що при маркуванні різних труб вказуються різні значення(Внутрішні або зовнішні), з певною похибкою їх можна прирівняти. По таблиці нижче можна знайти тип і маркування при відомому внутрішньому діаметрі. Тут же можна буде знайти відповідний розмір труби з іншого матеріалу. Наприклад, потрібен розрахунок діаметра металопластикових труб опалення. Таблиця для МП ви не знайшли. Натомість є для поліпропілену. Підбираєте розміри для ППР, а потім по цій таблиці знаходите аналоги МП. Похибка природно, буде, але для систем із примусовою циркуляцією вона допустима.

Таблиця відповідності різних типівтруб (натисніть для збільшення розміру)

За цією таблицею ви легко визначите внутрішні діаметри труб системи опалення та їх маркування.

Підбір діаметра труби для опалення

Цей метод заснований не на розрахунках, а на закономірності, що простежується під час аналізу досить великої кількості систем опалення. Це правило виведено монтажниками та використовується ними на невеликих системах для приватних будинків та квартир.

Діаметр труб можна просто підібрати за певним правилом (клацніть для збільшення розміру)

З більшості котлів опалення виходять патрубки подачі та обратки двох розмірів: ¾ і ½ дюйма. Ось такою трубою і робиться розведення до першого розгалуження, а далі на кожному розгалуженні розмір зменшується на один крок. У такий спосіб можна визначити діаметр труб опалення у квартирі. Системи зазвичай невеликі - від трьох до восьми радіаторів у системі, максимум - дві-три гілки по одному-два радіатори на кожній. Для такої системи запропонований спосіб – відмінний вибір. Практично також справа і для невеликих приватних будинків. А ось якщо є вже два поверхи та більш розгалужена система, то доводиться вже рахувати та працювати з таблицями.

Підсумки

При не дуже складній та розгалуженій системі діаметр труб системи опалення можна розрахувати самостійно. Для цього потрібно мати дані про тепловтрати приміщення та потужність кожного радіатора. Потім, використовуючи таблицю, можна визначити переріз труби, яка впорається з подачею кількості тепла. Розсіче складні багатоелементні схеми краще довірити професіоналу. В крайньому випадку розрахувати самостійно, але постаратися як мінімум отримати консультацію.

Система опалення в приватному будинку може бути примусовою або природною циркуляцією. Залежно від типу системи методика розрахунку діаметра труби та підбору інших параметрів опалення є різними.

Статті на тему:

Розрахунок діаметра труб опалення актуальний у процесі індивідуального чи приватного будівництва. Щоб правильно визначити розміри системи, слід знати: з чого складаються магістралі (полімер, чавун, мідь, сталь), характеристики теплоносія, його спосіб руху по трубах. Впровадження нагнітального насоса в конструкцію опалення набагато покращує якість тепловіддачі та заощаджує паливо. Природний оборот теплоносія у системі – класичний метод, що застосовується у більшості приватних будинків на паровому (котельному) опаленні. І в тому, і в іншому випадку при реконструкції або новому будівництві важливо правильно вибрати діаметр труб, щоб не допустити неприємних моментів у подальшій експлуатації.

Діаметр труби – найважливіший показник, який обмежує загальну тепловіддачу системи, визначає складність та довжину трубопроводу, кількість радіаторів. Знаючи чисельне значення цього параметра, легко розрахувати можливі втрати енергії.

Залежність ККД опалення від діаметра трубопроводів

Повноцінна робота енергетичної системи залежить від критеріїв:

1. Властивості рухомої рідини (теплоносія).
2. Матеріал труби.
3. Швидкість течії.
4. Пропускний переріз чи діаметр труб.
5. Наявність насоса у схемі.

Невірне твердження, що чим більший переріз труби, тим більше рідини воно пропустить. У разі збільшення просвіту магістралі сприятиме зниженню тиску, як наслідок, швидкості потоку теплоносія. Це може призвести до повної зупинки обороту рідини у системі та нульовому ККД. Якщо в схему включити насос, при великому діаметрі труби і збільшеній довжині магістралей потужності може бути недостатньо, щоб забезпечити потрібний напір. При перебоях з електрикою застосування насоса в системі просто марно – опалення буде відсутнє повністю, скільки не нагрівай котел.

Для індивідуальних будівель із централізованим опаленням діаметр труб вибирається такий самий, як для міських квартир. У будинках з паровим опаленнямвід котла потрібно ретельно розраховувати діаметр. Враховуються довжина магістралей, вік та матеріал труб, число включених у схему водопостачання сантехприладів та радіаторів, схема опалення (одно-, двотрубна). У таблиці 1 представлені зразкові втрати теплоносія в залежності від матеріалу та терміну експлуатації трубопроводів.

Таблиця 1. Втрати теплоносія

Труба	Витрата м3/год	Швидкість м/с	Втрати напору м/100м
Сталь нова 133х5	60	1,4	3,6
Сталь нова 133х5	60	1,4	6,84
ПЕ 100 110х6, 6 (SDR 17)	60	2,26	4,1
ПЕ 80 110х8, 1 (SDR 13,6)	60	2,41	4,8
Сталь нова 245х6	400	2,6	4,3
Сталь стара 245х6	400	2,6	7,0
ПЕ 100 225х13, 4 (SDR 17)	400	3,6	4,0
ПЕ 80 110х16,6 (SDR 13,6)	400	3,85	4,8
Сталь нова 630х10	3000	2,85	1,33
Сталь стара 630х10	3000	2,85	1,98
ПЕ 100 560х33, 2 (SDR 17)	3000	4,35	1,96
ПЕ 80 560х41,2 (SDR 13,6)	3000	4,65	2,3
Сталь нова 820х12	4000	2,23	0,6
Сталь стара 820х10	4000	2,23	0,87
ПЕ 100 800х47, 4 (SDR 17)	4000	2,85	0,59
ПЕ 80 800'58,8 (SDR 13,6)	4000	3,0	0,69

Надто маленький діаметр труби неминуче призведе до утворення високого напору, що викличе підвищене навантаження на сполучні елементи магістралі. Окрім того, опалювальна система буде шумною.

Схема розведення системи опалення

Для правильного підрахунку опору трубопроводу, а отже, його діаметра слід враховувати схему розведення системи опалення. Варіанти:

• двотрубна вертикальна;
• двотрубна горизонтальна;
• однотрубна.

Двотрубна система з вертикальним стояком може бути з верхнім та нижнім розміщенням магістралей. Однотрубна системаза рахунок економного використання довжини магістралей підійде для обігріву з природною циркуляцією, двотрубна за рахунок подвійного набору труб вимагатиме включення в схему насоса.

Горизонтальне розведення передбачає 3 типи:

• тупикова;
• з попутним (паралельним) рухом води;
• колекторна (або променева).

У схемі однотрубного розведення можна передбачити обхідну трубу, яка буде резервною магістраллю для циркуляції рідини при відключенні кількох або всіх радіаторів. У комплекті на кожен радіатор встановлюють запірні крани, що дозволяють перекрити подачу води, коли це необхідно.

Знаючи схему системи опалення, можна легко порахувати загальну протяжність, можливі затримки потоку теплоносія в магістралі (на вигинах, поворотах, з'єднаннях), і як наслідок – отримати чисельне значення опору системи. За обчисленим значенням втрат підібрати діаметр магістралей опалення можна за методикою, розглянутою нижче.

Вибираємо труби для системи примусової циркуляції

Система примусової циркуляції опалення відрізняється від природної наявністю насоса, що нагнітає, який монтують на вихідній трубі недалеко від котла. Прилад функціонує від електромережі 220 В. Вмикається автоматично (через датчик) у разі підвищення тиску в системі (тобто при розігріві рідини). Насос швидко розганяє по системі гарячу воду, яка зберігає енергію та через радіатори активно передає її у кожне приміщення будинку.

Опалення з примусовою циркуляцією - плюси та мінуси

Головним плюсом опалення з примусовою циркуляцією є ефективна теплопередача системи, що здійснюється за мінімальних витрат часу та фінансів. Такий метод не вимагатиме застосування труб великого діаметру.

З іншого боку, для насоса в системі опалення важливо забезпечити безперебійне живлення. Інакше опалення просто не працюватиме при значній площі будинку.

Як визначити діаметр труби для опалення з примусовою циркуляцією по таблиці

Починають розрахунок з визначення загальної площі приміщення, яке потрібно обігрівати в зимовий часЦе вся житлова частина будинку. Норматив теплопередачі опалювальної системи – 1 кВт на кожні 10 кв. м. (при стінах з утепленням та висотою стелі до 3 м). Тобто для приміщення площею 35 кв. норма становитиме 3,5 кВт. Щоб забезпечити запас теплової енергії, додаємо 20%, що дає 4,2 кВт. За таблицею 2 визначаємо близьке значеннядо 4200 – це труби діаметром 10 мм (показник теплоти 4471 Вт), 8 мм (показник 4496 Вт), 12 мм (4598 Вт). Для цих чисел характерні наступні значення швидкості потоку теплоносія (у разі води): 0,7; 0,5; 1,1 м/с. Практичні показники нормальної роботи опалювальної системи – швидкість гарячої води від 0,4 до 0,7 м/с. З урахуванням цієї умови залишаємо для вибору труби діаметром 10 та 12 мм. Враховуючи витрату води, економніше застосувати трубу діаметром 10 мм. Саме цей виріб буде включено до проекту.

Важливо розрізняти діаметри, якими здійснюється вибір: зовнішній, внутрішній, умовний прохід. Як правило, сталеві трубипідбирають за внутрішнім діаметром, поліпропіленові - по зовнішньому. Новачок може зіткнутися з проблемою визначення діаметра, маркованого в дюймах – цей нюанс актуальний для сталевих виробів. Переведення дюймової розмірності в метричну здійснюється через таблиці.

Розрахунок діаметра труби для опалення з насосом

При розрахунку труб опалення найважливішими характеристиками є:

1. Кількість (об'єм) води, що завантажується у систему обігріву.
2. Довжина магістралей загальна.
3. Швидкість потоку у системі (ідеальна 0,4-0,7 м/с).
4. Теплопередача системи у кВт.
5. Потужність насосу.
6. Тиск у системі при вимкненому насосі (природний оборот).
7. Опір системи.

H = λ(L/D)(V2/2g),

де Н - висота, яка визначає нульовий тиск (відсутність напору) водяного стовпа за інших умов, м;

λ – коефіцієнт опірності труб;

L – довжина (довжина) системи;

D - внутрішній діаметр (шукана величина в даному випадку), м;

V – швидкість потоку, м/с;

g – константа, прискорення звільн. падіння, g=9,81 м/с2.

Розрахунок ведеться мінімальні втрати теплової потужності, тобто перевіряються кілька значень діаметра труби на min опір. Складність виходить з коефіцієнтом гідравлічного опору – на його визначення потрібні таблиці чи довгий розрахунок із застосуванням формул Блазіуса і Альтшуля, Конакова і Никурадзе. Кінцевим значенням втрат вважатимуться число, менше приблизно 20% напору, створюваного нагнітаючим насосом.

При обчисленні діаметра труб для опалення L приймається рівною протяжності магістралі від котла до радіаторів та у зворотний бік без урахування ділянок, що дублюються, розміщених паралельно.

Весь розрахунок зводиться до того що, щоб порівняти отримане розрахунковим шляхом значення опору з напором, нагнетаемым насосом. При цьому доведеться, можливо, не раз прораховувати формулу, використовуючи різні значення внутрішнього діаметра. Починайте з труби перетином 1 дюйм.

Спрощений розрахунок діаметра труби опалення

Для системи з примусовою циркуляцією є ще одна формула:

D = √354 (0,86 Q/∆dt)/V,

де D - Шуканий внутрішній діаметр, м;

V – швидкість потоку, м/с;

∆dt - різниця температур води на вході та на виході;

Q - Енергія, що віддається системою, кВт.

Для підрахунку використовується перепад температур, що дорівнює приблизно 20 град. Тобто, на вході в систему від котла температура рідини близько 90 град., при переміщенні через систему втрати тепла становлять 20-25 град. і на звороті вода вже буде прохолодніше (65-70 град.).

Розрахунок параметрів системи опалення із природною циркуляцією

Розрахунок діаметра труби для системи без насоса заснований на різниці температури та тиску теплоносія на вході від котла та у зворотній магістралі. Важливо враховувати, що рідина рухається трубами за допомогою природної сили гравітації, посиленої напором розігрітої води. У цьому випадку котел розміщують унизу, а радіатори – набагато вище за рівень нагрівального приладу. Рух теплоносія підпорядковується законам фізики: щільніша холодна вода спускається вниз, поступаючись місцем гарячої. Так здійснюється природна циркуляція у системі опалення.

Як вибрати діаметр магістралі для опалення з природною циркуляцією

На відміну від систем із примусовою циркуляцією, для природного обороту води буде потрібно габаритне переріз труби. Чим більший обсяг рідини циркулюватиме по трубах, тим більше теплоенергії надійде в приміщення в одиницю часу внаслідок збільшення швидкості та тиску теплоносія. З іншого боку, підвищений обсяг води в системі вимагатиме більше палива для розігріву.

Тому в приватних будинках з природною циркуляцією першим завданням є розробка оптимальної схеми опалення, за якої вибирається мінімальна довжина контуру та відстань від котла до радіаторів. Тому в будинках з великою житловою площею рекомендують встановлювати насос.

Юлія Петриченко, експерт

Для системи із природним рухом теплоносія оптимальне значення швидкості потоку 0,4-0,6 м/с. Цьому вихіднику відповідають min значення опорів фітингів, згинів трубопроводу.

Розрахунок тиску в системі з природною циркуляцією

Різниця тиску між точкою входу та оберненою для системи природної циркуляції визначається за формулою:

Δpt= h g (ρот – ρпт),

де h - Висота підйому води від котла, м;

g - прискорення падіння, g = 9,81 м/с2;

ρот – щільність води у обороті;

ρпт – щільність рідини в трубі, що подає.

Так як головною рушійною силою в системі опалення з природним оборотом є сила тяжкості, створювана перепадом рівнів підведення води до радіатора і від нього, очевидно, що котел буде значно нижче (наприклад, у підвалі будинку).

Потрібно обов'язково виконувати ухил від точки входу біля котла до кінця ряду радіаторів. Ухил – не менше 0,5 проміле (або 1 см на кожен погонний метр магістралі).

Розрахунок діаметра труби у системі з природним оборотом

Розрахунок діаметра трубопроводу в системі обігріву з природною циркуляцією виконується за тією самою формулою, що й для опалення з насосом. Вибирається діаметр на основі отриманих мінімальних значень втрат. Тобто вихідну формулу підставлять спочатку одне значення перерізу, перевіряють на опір системи. Потім друге, третє та далі значення. Так доти, поки розрахований діаметр нічого очікувати задовольняти умовам.

А як ви підбираєте перетин магістралі? Яку методику розрахунку застосовуєте? Поділіться, будь ласка, у коментарях.

Експертиза - інженер-кошторисник

Запитати експерта

Діаметр труби для опалення з примусовою циркуляцією, з природною циркуляцією: який діаметр вибрати, формула розрахунку Версія для друку