Принципы выбора диаметра труб отопления
Функция трубопровода заключается в транспортировке теплоносителя от котла, где он нагревается, к отопительным приборам и обратно в котел. При этом важно правильно подобрать диаметр труб для отопительной системы в частном доме. Ошибки в подборе сечения снижают КПД системы, что ведет к перерасходу топлива и увеличению нагрузки на котельный агрегат.
От диаметра трубы отопления зависит, как поток теплоносителя будет перемещаться по системе. Размер сечения трубопровода влияет:
- На скорость потока. Если теплоноситель движется медленно, приборы отопления, расположенные на максимальном удалении от котла, не могут полноценно прогреваться, а поднимать температуру жидкости в системе свыше установленных пределов нельзя. Высокая скорость потока приводит к возникновению турбулентности в изгибах трубопровода, из-за чего возникает неприятный шум. Важно добиться равномерного, без завихрений, потока жидкости и оптимального распределения тепловой энергии по отопительным радиаторам.
- На общий объем теплоносителя. Для гидравлической системы отопления необходимо использовать трубы увеличенного сечения, чтобы не было серьезной потери скорости движения жидкости из-за трения о внутреннюю поверхность трубопровода. Чем больше диаметр трубопровода, тем больше объем жидкости в системе. Соответственно будет возрастать расход энергоносителя на ее нагрев до расчетных температур. Если выбрать слишком большое сечение трубопровода, давление в системе будет настолько низким, что теплоноситель не сможет циркулировать.
- На гидравлические потери. При использовании в системе труб различного диаметра, на их стыках возникает разность давления. Это повышает гидравлические потери. Тот же эффект наблюдается, если полипропиленовые трубы соединены с нарушением технологии монтажа. Из-за формирования наплывов на внутренней поверхности стыка происходит заужение рабочего сечения.
Диаметр труб для отопления — расчет размеров и подбор материала трубы (60 фото) — Строительный портал.
- увеличивается скорость движения теплоносителя (это важно для гравитационной системы);
- повышается интенсивность циркуляции жидкости в приборе отопления;
- радиатор более равномерно прогревается (это принципиально при нижнем подключении).
Расчет тепловой мощности
Определить нужное сечение полимерных или металлических труб для отопления частного дома небольшой площади можно без каких-либо сложных вычислений. Необходимо лишь учесть, что:
- для гравитационной системы внутренний размер труб должен составлять 30–40 мм;
- в системах закрытого типа с циркуляционным насосом внутренний диаметр трубопровода делают меньшим, чтобы обеспечить оптимальные показатели скорости потока жидкости и давления.
Чтобы подобрать диаметр труб для теплоснабжения частного дома большой площади, нужно использовать несколько формул. Они помогут выполнить примерные расчеты.
Обратите внимание на дельту температур. Для ее расчета берется средняя температура воздуха на улице в зимнее время, характерная для данного региона, и комфортная температура в доме (она должна соответствовать санитарным значениям).
При предварительном вычислении тепловой мощности используют поправочный коэффициент К, значение которого поможет найти таблица:
Важность правильного расчета отопления
Рассчитывая систему отопления, следует уделить должное внимание снижению требуемых расходов энергии. Если схему построить неправильно, это грозит ее неэффективностью. При этом в помещении будет холодно, а потребление энергии будет большим.
Также имеет большое значение не только материал и его характеристики, а и длина, и сечение используемых труб. Все это влияет на построение эффективной и экономичной системы. По сути, сечение труб влияет на то, насколько тепло будет в доме или квартире.
Есть неправильное мнение, будто диаметр трубы нужно подбирать побольше, чем увеличить циркуляцию воды для достижения наивысшей передачи энергии. На самом деле, такой подход приведет к существенному снижению давления в системе, поэтому теплопередача от радиаторов будет минимальной, а дом или квартира будут холодными.
Для «квартирного» отопления расчет диаметра труб ведется, исходя из наличия общегородской тепловой магистрали. В частном же доме зачастую используется автономное отопление. Поэтому сечение будет зависеть от вида труб и выбранной схемы. Например, диаметр будет отличаться в системе с естественной циркуляцией жидкости, если добавить в нее циркуляционный насос.
Расчет диаметра труб отопления
Параметры труб
Определяя этот параметр при проектировании системы безопасности, следует учесть тепловую нагрузку.
Например, 100 Ватт на квадратный метр достаточно для поддержания в помещении комфортных условий. При этом учитывается, что высота потолков составляет 2,5 метра. Поэтому для комнаты площадью 20 квадратных метров потребуется 2 кВт тепловой энергии:
Исходя из такого расчета, по таблице можно рассчитать диаметр. В нашем случае – ½ дюйма. Для своего рассчитанного параметра мощности также по таблице следует определить показатель. Все просто и понятно.
Расчет диаметра труб отопления
Определившись с количеством радиаторов и их тепловой мощностью, можно переходить к подбору размеров подводящих труб.
Системы отопления частных домов характеризуются невысоким давлением (0,15 — 0,3 мПа) и температурой теплоносителя не выше 90 °C. В данном случае использование недорогих и надежных полимерных труб оправдано (по сравнению с металлическими).
Чтобы нужное количество теплоты пришло в радиатор без задержки, следует подобрать диаметры подводящих труб радиаторов так, чтобы они соответствовали расходу воды, необходимому каждой отдельно взятой зоне.
Расчет диаметра труб отопления проводится по следующей формуле:
Q — нагрузка на данный участок трубопровода, кВт.
Δt° — разница температур подачи и обратки, °C.
Разница температур (Δt°) десятисекционного радиатора отопления между подачей и обраткой в зависимости от скорости потока обычно варьирует в пределах 10 — 20 °C.
Для более детального анализа скорости движения жидкости нужно учитывать материал труб и коэффициент шероховатости внутренней поверхности. Так, для трубопроводов из стали оптимальной считается скорость потока 0,25 — 0,5 м⁄с, для полимерных и медных труб — 0,25 — 0,7 м⁄с.
Пример расчета диаметра труб отопления по заданным параметрам
- Комната площадью 20 м², с высотой потолков 2,8 м.
- Дом кирпичный неутепленный. Коэффициент тепловых потерь строения примем 1,5.
- В комнате есть одно окно ПВХ с двойным стеклопакетом.
- На улице -18 °C, внутри планируется +20 °С. Разница 38 °С.
В первую очередь определяем минимально необходимую тепловую мощность по ранее рассмотренной формуле Qт(кВт×ч) = V × ΔT × K ⁄ 860.
Получаем Qт = (20 м² × 2,8 м) × 38 °С × 1,5 ⁄ 860 = 3,71 кВт×ч = 3710 Вт×ч.
Теперь можно переходить к формуле D = √(354 × (0,86 × Q ⁄Δt°) ⁄ V). Δt° — разницу температур подачи и обратки примем 20°С. V — скорость теплоносителя примем 0,5 м⁄с.
Получаем D = √(354 × (0,86 × 3,71 кВт ⁄ 20 °С) ⁄ 0,5 м⁄с) = 10,6 мм. В данном случае рекомендуется выбрать трубу с внутренним диаметром 12 мм.
Таблица диаметров труб для отопления дома
Таблица расчета диаметра трубы для двухтрубной системы отопления с расчетными параметрами (Δt° = 20 °С, плотность воды 971 кг ⁄ м³, удельная теплоемкость воды 4,2 кДж ⁄ (кг × °С)):
Как правильно выбрать диаметр трубы для отопления дома — таблица и расчеты
Contents
- 1 Принципы выбора диаметра труб отопления
- 1.1 Диаметр труб для отопления — расчет размеров и подбор материала трубы (60 фото) — Строительный портал.
- 1.2 Расчет тепловой мощности
- 1.3 Важность правильного расчета отопления
- 1.4 Расчет диаметра труб отопления
- 1.5 Расчет диаметра труб отопления
- 1.6 Как правильно выбрать диаметр трубы для отопления дома — таблица и расчеты
