Подбираем диаметр труб для отопления в частном доме

Требования к трубам для отопительных систем

Несомненно, трубы для отопления играют определяющую роль в поддержании целостности систем. Они обеспечивают доставку горячей воды от газового котла к комплексу батарей

Наиболее важное требование к трубе – она должна обязательно быть прочной и хорошо, если эта характеристика сохраняется на протяжении всего эксплуатационного срока

Трубы для отопления (гладкие или гибкие) не должны быть кислородопроницаемыми, поскольку в ином случае возможно ржавление систем изнутри. Это приводит к засорению и зарастанию труб, что снижает продуктивность работы сети в целом.

Оптимальный тепловой режим и его поддержание зависит от герметичности систем. Надежность трубы для отопления препятствует выходу воды из контура и повреждению близлежащих элементов и оборудования. Характеристики прочности, допустимая температура, а также давление определяются материалом изготовления изделий.

Эстетичный вид труб отопления очень важен, если нет возможности проложить систему скрыто

Не менее значимым требованием, предъявляемым к отоплению из труб, является его малошумность. Правильно организованная система – залог спокойной и уютной атмосферы в доме. Кроме того, труба для организации отопления должна иметь эстетичный вид, поскольку не всегда есть возможность использовать скрытую прокладку.

Порядок действий, если трубу прорвало

В случае аварии тепловой трубы меры необходимо принимать незамедлительно. Чтобы неполадки были устранены правильно , вызывается ремонтная бригада либо дежурный сантехник. Если при установке выдержано нормируемое расстояние , то к участкам обеспечен независимый доступ.

Не всегда есть время на ожидание помощи, если прорвало трубы отопления. Что делать в таком случае, определяется возможной угрозой затопления помещения и опасностью для человека. В такой ситуации лучше самостоятельно предпринимать любые действия, которые ограничивают зону распространения воды

Важно помнить, что температура теплоносителя достаточно высока

Если трубу прорвало, то можно подставить под струю любую подходящую емкость для сбора жидкости, чтобы не повредить ламинат или другое напольное покрытие. Хотя ламинат может испортиться и при незначительном воздействии на него горячей воды

Важно также постараться перекрыть стояк при помощи вентилей. Они обычно устанавливаются и в подвале, и в квартире

Управляющие вентили отопительной системы зачастую располагаются на подводящей магистрали.

При поломке батарей или если прорвало трубу горячей воды, при манипуляциях по устранению или снижению уровня ущерба лучше применять толстые резиновые перчатки.

При прорыве трубы отопления стоит помнить, что температура вытекающей воды очень высока

Расчет тепловой мощности системы отопления

Тепловая мощность системы отопления — это количество теплоты, которое необходимо выработать в доме для комфортной жизнедеятельности в холодное время года.

Теплотехнический расчет дома

Существует зависимость между общей площадью обогрева и мощностью котла. При этом, мощность котла должна быть больше или равняться мощности всех отопительных приборов (радиаторов). Стандартный теплотехнический расчет для жилых помещений следующий: 100 Вт мощности на 1 м² отапливаемой площади плюс 15 — 20 % запаса.

Расчет количества и мощности приборов отопления (радиаторов) необходимо проводить индивидуально для каждого помещения. Каждый радиатор имеет определенную тепловую мощность. В секционных радиаторах общая мощность складывается из мощности всех используемых секций.

В несложных отопительных системах приведенных способов расчета мощности бывает достаточно. Исключение — здания с нестандартной архитектурой, имеющие большие площади остекления, высокие потолки и другие источники дополнительных теплопотерь. В этом случае потребуется более детальный анализ и расчет с использованием повышающих коэффициентов.

Теплотехнический расчет с учетом тепловых потерь дома

Расчет тепловых потерь дома необходимо выполнять для каждого помещения в отдельности, с учетом окон, дверей и внешних стен.

Более детально для данных теплопотерь используют следующие данные:

• Толщину и материал стен, покрытий.
• Конструкцию и материал кровельного покрытия.
• Тип и материал фундамента.
• Тип остекления.
• Тип стяжек пола.

Для определения минимально необходимой мощности отопительной системы с учетом тепловых потерь можно воспользоваться следующей формулой:

Qт(кВт×ч) = V × ΔT × K ⁄ 860, где:

Qт — тепловая нагрузка на помещение.

V — объем обогреваемого помещения (ширина × длина × высота), м³.

ΔT — разница между температурой воздуха вне помещения и необходимой температурой внутри помещения, °C.

K — коэффициент тепловых потерь строения.

860 — перевод коэффициента в кВт×ч.

Коэффициент тепловых потерь строения K зависит от типа конструкции и изоляции помещения:

Разница между температурой воздуха вне помещения и необходимой температурой внутри помещения ΔT определяется исходя из конкретных погодных условий и требуемого уровня комфорта в доме. Например, если температура снаружи -20 °C, а внутри планируется +20 °C, то ΔT = 40 °C.

Что учитывается при выборе диаметра труб

Мощность теплогенератора. Она берется за основу и определяется индивидуально для каждого строения. На что ориентируется собственник, приобретая котел?

На совокупную площадь всех отапливаемых помещений. Именно это обязательно уточнит менеджер в точке продаж, если у покупателя возникнут вопросы по данному пункту.

Скорость теплоносителя. Если она менее 0,25 м/сек, то есть риск завоздушнивания системы, образования пробок на трассе. Превышение значения 1,5 чревато «шумами» в магистрали.

Это особенно ощутимо, когда трубы металлические, да еще и проложены открытым способом. Но в любом случае перемещение теплоносителя по трассе будет хорошо прослушиваться.

Практикой доказано, что для частного строения (с автономным отопительным контуром) следует ориентироваться на показатель в пределах от 0,3 до 0,7. Это оптимальное значение для любой системы.

Конфигурация контура. В частных домах при его монтаже, как правило (независимо от схемы), все «нитки» заводятся на коллектор. Каждая из них «нагружена» на определенное количество радиаторов.

Нет смысла приобретать трубы одного и того же диаметра для всех линий, если учесть, что чем больше сечение заготовки, тем выше цена 1 п.м.

Диаметр трубы. Наружный особой роли не играет, так как у изделий из различных материалов есть отличия в толщине стенки. Данный параметр свидетельствует лишь об удобстве крепления изделия. Внутренний диаметр – о пропускной способности трассы. Именно он и является определяющим.

Диаметры труб принято обозначать в дюймах. Для нас это непривычная (не метрическая) система, поэтому следует знать правила перевода величин. Соотношение дюйма к сантиметру – ½,54 (или 25,4 мм). Материал трубы – металлопластик, сталь, ПП, ПЭ.

Специфика строения. В первую очередь это относится к эффективности его теплоизоляции – из каких материалов она смонтирована, по какой методике и так далее.

Системы с принудительной циркуляцией

Такие системы обычно работают на газовых или электрических котлах. Диаметр труб для них следует выбирать самый малый, так как принудительную циркуляцию обеспечивает насос. Целесообразность труб малого диаметра объясняется следующими факторами:

• меньшее сечение (чаще всего это трубы полимерные или металлопластиковые) позволяет минимизировать объем воды в системе и, следовательно, ускорить ее нагрев (уменьшается инертность системы);
• монтаж тонких труб значительно проще, особенно если их необходимо спрятать в стены (выполнение штроб в полу или стенах требует меньших трудозатрат);
• трубы малых диаметров и соединительные фитинги к ним стоят дешевле, следовательно, снижается общая стоимость монтажа отопительной системы.

При всем этом, размер труб должен оптимально соответствовать показателям, предусмотренным технологическими расчетами. Если эти рекомендации не будут соблюдены, эффективность отопительной системы снизится, а ее шумность – увеличится.

Сколько тепла должен подавать трубопровод

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

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

Наша схема отопления двухтрубная. По одной трубе подается горячий теплоноситель, по другой — охлажденный отводится к котлу. Между трубами параллельно подсоединены радиаторы.

На каждом этаже трубы разветвляются на два крыла с одинаковой тепловой мощностью, для первого этажа – по 7,5 кВт, для второго этажа – по 5 кВт.

Итак, от котла до межэтажного разветвления поступает 25 кВт. Следовательно, нам потребуются магистральные трубы внутренним диаметром не менее – 26,6 мм, чтобы скорость не превысила 0,6 м/с. Подходит 40-мм полипропиленовая труба.

От межэтажного разветвления – по первому этажу до разветвления на крыльях — поступает 15 кВт. Здесь, согласно таблице, для скорости менее 0,6м/с, подойдет диаметр 21,2 мм, следовательно, применяем трубу с наружным диаметром 32 мм.

На крыло 1 этажа идет 7,5 кВт – подходит внутренний диаметр 16,6 мм, — полипропилен с наружным 25 мм.

Соответственно на второй этаж до разветвления принимаем 32мм трубу, на крыло – 25мм трубу, а радиаторы на втором этаже также подсоединяем 20-мм трубой.

Как видим, все сводится к несложному выбору среди стандартных диаметров имеющихся в продаже труб. В небольших домашних системах, до десятка радиаторов, в тупиковых распределительных схемах, в основном применяется полипропиленовые трубы 25мм -«на крыло», 20 мм — «на прибор». и 32 мм «на магистраль от котла».

Разновидности труб и типов их соединения в отопительной системе частного домовладения

Строительный рынок предлагает использовать на выбор 2 вида труб – полимерные и металлические. Композитные трубы относятся к полимерным материалам, хотя сочетают в себе пластик и металл (для армирования).

К полимерным относят:

1. Пластик и металлопластик.
2. Сшитый полиэтилен.
3. Полипропилен.

Для труб используют металлы:

1. Железо и нержавеющая сталь.
2. Чёрная углеродистая сталь (чугун).
3. Медь.

Монтаж системы отопления из металлических труб можно как при помощи сварки, так и с применением фитингов

Металлические трубы для отопления монтируют несколькими способами:

• газосварка;
• соединение резьбой;
• стыковка при помощи муфт и фланцев.

Тем, кто намерен самостоятельно производить монтаж системы отопления без сварки, будет проще работать, используя сочленение резьбой — муфтами и фланцами. Эти методы используются не так часто, как сварка, но вполне применимы при выборе труб из разных металлов для отопления для частного дома.

Для сочленения труб методом «встык» нужны:

• муфты соответствующего сечения,
• герметик,
• гайки и болты;
• фланцы;
• резиновые прокладки
• прижимные и уплотнительные кольца.

Резьбовые соединения применяются для укладки тепломагистрали и подключения оборудования. Все сочленения резьбой уплотняют герметиком «Унипак», паклей или ФУМ лентой. Рынок также предлагает использовать быстро монтируемые элементы соединения, такие, как «американка». При простом резьбовом соединении концы труб должны быть с винтовой насечкой, а на обрезанный участок резьбу лучше делать специальным инструментом.

При помощи такого фитинга, как «американка» можно соединить трубы легко и быстро

Для данного типа сочленения приобретают весь комплект для крепления и разветвления труб:

• «бочонки» (резьбовые муфты);
• переходники с одного диаметра труб на другой;
• поворотные элементы (крестовины, уголки, тройники).

Монтаж схемы сварочным аппаратом – проверенный временем метод. Трубопровод получится долговечным и прочным, но не обойтись без специалиста со сварочным оборудованием.

При любом методе важно промыть систему, и лучше делать проверку соединения до запуска отопительной системы, чтобы обнаружить места протечки. Не столь важно, какими трубами делали отопление в частном доме, при нарушении герметичности их одинаково успешно заделывают хомутами с резиновыми прокладками или полимерной холодной сваркой

Некоторые особенности использования гладких жестких и гибких труб

Прозрачные трубы используются для смотровых участков трубопроводов, они не стойки к высоким температурам.

Гибкие трубы для отопления зачастую выполнены из нержавеющей стали. Они также применяются при монтаже теплых полов под ламинат . Их срок эксплуатации практически неограничен, а геометрия отлично противостоит гидроударам до 60 атм. Водяной теплый пол под ламинат может быть собран с минимальным числом соединений за очень короткое время. Труба для отопления гибкая имеет максимальную рабочую температуру 150 °С и давление 15 атм.

Для прокладки магистрали под землей часто используются сэндвич-трубы. Они собраны из гладких металлических изделий с утепленным слоем, который защищен снаружи жесткой нержавеющей или полимерной оболочкой.

Залегание таких труб отопления под землей может быть разным. Расстояние до поверхности не имеет значения. Если оболочка полимерная, то после укладки траншея закапывается землей. Если трубы стальные оцинкованные – требуется обустройство специальных тоннелей.

При организации отопления воздухом по трубам необходимо соблюдать расстояние от решеток до мебели и бытового оборудования.

Труба для организации отопления помещения должна отвечать всем требованиям по надежности и безопасности эксплуатации. Большое разнообразие изделий позволяет подобрать подходящий вариант, который обеспечит тепловой режим и удовлетворит все условия потребителя.

Материалы и типы трубы для отопления

Правильный выбор труб влияет на многие эксплуатационные характеристики системы. Конечно же начиная от теплоотдачи и заканчивая объемом потребляемых энергоресурсов. Здесь нужно помнить и о таком показателе, как теплопотери системы. Так как это напрямую зависит от того из чего сделаны эти самые трубы.

На сегодняшний день наиболее чаще всего используются:

• Трубы из различных видов стали;
• Полипропиленовые;
• Медные.

До недавнего времени сталь была единственным доступным материалом труб. Сегодня стальные трубы хоть и считаются самыми прочными и надежными, но в основном применяются в системах открытого типа. Но, несмотря на большой ассортимент продукции в малоэтажном домостроении в основном используются трубы малого и среднего диаметра. Да и размеры свыше 100мм в основном применяется для изготовления регистров, а не прокладки магистралей.

Сталь применяется в двух вариантах – обычном исполнении из черного металла и в виде нержавеющей стали. Сегодня сталь используется меньше. Во-первых, все больше стали использоваться замкнутые системы вместо открытых. А во-вторых, для монтажа требуется специальное оборудование и квалифицированный сварщик. Стальные трубы в основном используются небольших диаметров. Но это в свою очередь поднимает другие проблемы. Например, высокий коэффициент гидравлического сопротивления, ведь внутри при сварке образуются наплывы и сужения, которые невозможно удалить.

Полимерные трубы

Полимерные трубы постепенно вытесняют стальные из-за все большей доступности и удобства пользования. Для этого материала многие производители дают 15 летнюю гарантию на целостность труб и почти 20 летнюю на соединения. Для пайки не требуется высокая квалификация, достаточно иметь специальный паяльник и посмотреть 2-3 обучающих ролика. Но и у этого материала есть свои минусы. Первый, заключается в небольшом ассортименте продукции. Для пайки отопления в частном доме применяются максимально трубы диаметром 75 мм. Второй минус заключается в правильном подборе материала. Довольно часто трубы имеют небольшую стенку, ее толщина часто бывает всего 2,-2,3 мм чего явно недостаточно для контура отопления закрытого типа с напором 1,2-1,4 бар. Третий момент заключается в специфике самого материала. Он не такой жесткий, как металл, поэтому для двухэтажных домов обычно его стараются не использовать.

Медные трубопроводы отопления

Медные трубопроводы отопления и в недалеком прошлом были не очень популярны, поскольку с этим материалом работать очень сложно. В отличие от стали и полипропилена медь паяется, а делать это правильно умеет далеко не каждый сварщик. Но, как бы там ни было, медь это один из самых лучших материалов для отопления. Он отлично нагревает воздух, он пластичен и даже при замерзании воды трубопровод не сразу разрывает, медь пластичный материал и способный растягиваться под давлением воды. Но с другой стороны, медь очень агрессивный металл, при соприкосновении с алюминием он начинает окисляться и начинает процесс коррозии. К тому же он очень дорогой если сравнивать с другими видами материалов.

Порядок расчета сечения магистралей теплоснабжения

Размеры труб

Перед тем как рассчитать диаметр трубы отопления необходимо определиться с их основными геометрическими параметрами. Для этого нужно знать основные характеристики магистралей. К ним относятся не только эксплуатационные качества, но и размеры.

Каждый производитель указывает значение сечения труб – диаметр. Но фактически он зависит от толщины стенки и материала изготовления. Перед приобретением определенной модели трубопроводов нужно знать следующие особенности обозначения геометрических размеров:

• Расчёт диаметра полипропиленовых труб для отопления делается с учетом того, что производители указывают наружные габаритные размеры. Для вычисления полезного сечения необходимо отнять две толщины стенки;
• Для стальных и медных трубопроводов даются внутренние размеры.

Зная эти особенности можно делать расчет диаметра коллектора отопления, труб и других компонентов для монтажа.

Определение тепловой мощности системы

Как правильно подобрать диаметр труб для отопления и следует ли это делать без расчетных данных? Для небольшой системы отопления можно обойтись без сложных вычислений

Важно лишь знать следующие правила:

• Оптимальный диаметр труб с естественной циркуляцией отопления должен составлять от 30 до 40 мм;
• Для закрытой системы с принудительным движением теплоносителя следует использовать трубы меньшего сечения для создания оптимального давления и скорости потока воды.

Для точного вычисления рекомендуется использовать программа для расчета диаметра труб отопления. Если же их нет – можно воспользоваться приблизительными вычислениями. Сначала необходимо найти тепловую мощность системы. Для этого необходимо воспользоваться следующей формулой:

Q=(V*Δt*K)860

Где Q – рассчитываемая тепловая мощность отопления, кВт/ч, V – объем комнаты (дома), м³, Δt – разница между температурами на улице и в помещении, °С, К – расчетный коэффициент тепловых потерь дома, 860 – величина для перевода полученных значений в приемлемый формат кВт/ч.

Наибольшие затруднения при предварительном расчете диаметра пластиковых труб для отопления вызывает поправочный коэффициент К. Он зависит от теплоизоляции дома. Его лучше всего взять из данных таблицы.

В качестве примера расчета диаметров полипропиленовых труб для отопления можно вычислить требуемую тепловую мощность комнаты общим объемом 47 м³. При этом температура на улице будет -23°С, а в помещении — +20°С. Соответственно разница Δt составит 43°С. Поправочный коэффициент возьмем равным 1,1. Тогда требуемая тепловая мощность составит.

Q=(47*43*1.1)/860=2.585 кВт/час

Следующий этап выбора диаметра трубы для отопления – определение оптимальной скорости движения теплоносителя.

Скорость воды в трубах

Таблица для расчета диаметра трубы отопления

Оптимальный напор теплоносителя в магистралях необходим для равномерного распределения тепловой энергии по радиаторам и батареям. Для правильного подбора диаметров труб отопления следует принимать оптимальные значения скорости продвижения воды в трубопроводах.

Стоит помнить, что при превышении интенсивности движения теплоносителя в системе могут возникать посторонние шумы. Поэтому данное значение должно быть равно от 0,36 до 0,7 м/с. Если параметр будет меньше – неизбежно возникнут дополнительные тепловые потери. При его превышении появятся построение шумы в трубопроводах и радиаторах.

Для окончательного расчета диаметра трубы отопления следует воспользоваться данными из таблицы, представленной ниже.

Подставляя в формулу расчета диаметра трубы отопления в полученные ранее значения можно определить, что оптимальный диаметр трубы для конкретного помещения составит 12 мм. Это лишь приблизительный расчет. На практике специалисты рекомендуют к полученным значениям прибавить 10-15%. Это объясняется тем, что формула расчета диаметра трубы отопления может измениться из-за добавления новых компонентов в систему. Для точного вычисления потребуется специальная программа для расчета диаметра труб отопления. Подобные программные комплексы можно скачать в демоверсии с ограниченными возможностями расчетов.

Единицы маркировки

При подборе комплектующих для отопления учитывается стандартная единица измерения для определения величины и маркировки. Основное значение, которое указывает размерность, определяется целым числом или дюймом. Пересчитать дюймы в стандартные для нас миллиметры легко из соотношения: 1 дюйм равен 25,4 мм.

Размер трубы рассчитывается с помощью нескольких показателей — возможная скорость тока жидкости и некоторая потеря давления на участке трубопровода в один метр. Расчет диаметра по показателям падения давления экономически целесообразен и состоит в том, чтобы определить балансовую стоимость между расходами по эксплуатации и капитальному обслуживанию.

Чем больше диаметр, тем выше показатели расходов, а для того, чтобы прокачать определенное количество воды, где имеется зауженный диаметр, потребуется затратить намного больше энергии на работу электрического насоса.

Виды труб для отопления

Существуют три базисные группы труб для отопления, какие лучше использовать – зависит от конкретной ситуации:

• металлические;
• пластиковые;
• металлопластиковые.

Металлические трубы для отопления бывают как из меди, так и из стали (черной либо нержавеющей). Для систем обогрева лучше подходят оцинкованные трубы для отопления. Плюсов и минусов у них достаточно, но главное достоинство – они менее склонны к влиянию коррозии под действием воды. Поскольку цинк окисляется быстрее, он обеспечивает защиту изделия. Оцинковка трубы для отопления осуществляется диффузионным либо горячим методом.

Первый вариант предполагает покрытие стальной трубы атомами цинка. Температура при этом составляет порядка 400 °С. Оцинкованные трубы горячим способом получаются путем их погружения непосредственно в цинк, находящийся в жидком состоянии. Температура такого процесса 450 °С.

Организацию системы отопления из труб с естественной циркуляцией лучше делать, используя оцинкованные, нержавеющие и стальные изделия. Работа сети эффективна, если диаметр коммуникаций достаточно большой 25-50 мм и соблюдены необходимые уклоны и расстояния.

Полипропиленовые трубы часто применяются в системах отопления, но в сетях с высокой температурой носителя лучше выбирать армированный полипропилен

Пластиковые коммуникации бывают из полипропилена и сшитого полиэтилена. Металлопластиковые конструкции имеют соединенные между собой специальным образом слои металла и полимерных материалов. Трубы из полипропилена могут быть проложены даже под землей.