Как рассчитать диаметр трубы для отопления – варианты и способы

Пропускная способность водопроводной трубы

Водопроводные трубы в доме используются чаще всего. А так как на них идёт большая нагрузка, то и расчет пропускной способности водопроводной магистрали становится важным условием надежной эксплуатации.

Проходимость трубы в зависимости от диаметра

Диаметр – не самый важный параметр при расчете проходимости трубы, однако тоже влияет на ее значение. Чем больше внутренний диаметр трубы, тем выше проходимость, а также ниже шанс появления засоров и пробок. Однако помимо диаметра нужно учитывать коэффициент трения воды о стенки трубы (табличное значение для каждого материала), протяженность магистрали и разницу давлений жидкости на входе и выходе. Кроме того, на проходимость будет сильно влиять число колен и фитингов в трубопроводе.

Таблица пропускной способности труб по температуре теплоносителя

Чем выше температура в трубе, тем ниже её пропускная способность, так как вода расширяется и тем самым создаёт дополнительное трение

Для водопровода это не важно, а в отопительных системах является ключевым параметром

Существует таблица для расчетов по теплоте и теплоносителю.

Таблица 5. Пропускная способность трубы в зависимости от теплоносителя и отдаваемой теплоты
Диаметр трубы, ммПропускная способность
По теплотеПо теплоносителю
ВодаПарВодаПар
Гкал/чт/ч
150,0110,0050,1820,009
250,0390,0180,6500,033
380,110,051,820,091
500,240,114,000,20
750,720,3312,00,60
1001,510,6925,01,25
1252,701,2445,02,25
1504,362,0072,83,64
2009,234,241547,70
25016,67,6027613,8
30026,612,244422,2
35040,318,567233,6
40056,526,094047,0
45068,336,0131065,5
50010347,4173086,5
60016776,52780139
7002501154160208
8003541625900295
90063329110500525
1000102047017100855

Таблица пропускной способности труб в зависимости от давления теплоносителя

Существует таблица, описывающая пропускную способность труб в зависимости от давления.

Таблица 6. Пропускная способность трубы в зависимости от давления транспортируемой жидкости
РасходПропускная способность
Ду трубы15 мм20 мм25 мм32 мм40 мм50 мм65 мм80 мм100 мм
Па/м — мбар/м меньше 0,15 м/с 0,15 м/с 0,3 м/с
90,0 — 0,90017340374516272488471696121494030240
92,5 — 0,92517640775616522524478897561515630672
95,0 — 0,95017641476716782560486099001537231104
97,5 — 0,975180421778169925964932100441555231500
100,0 — 1,000184425788172426325004101521576831932
120,0 — 1,200202472871189728985508111961735235100
140,0 — 1,400220511943205931435976121321879238160
160,0 — 1,6002345471015221033736408129962016040680
180,0 — 1,8002525831080235435896804138242142043200
200,0 — 2,0002666191151248637807200145802264445720
220,0 — 2,2002816521202261739967560153362376047880
240,0 — 2,4002886801256274041767920160562487650400
260,0 — 2,6003067131310285543568244167402592052200
280,0 — 2,8003177421364297043568566173382692854360
300,0 — 3,0003317671415307646808892180002790056160

Таблица пропускной способности трубы в зависимости от диаметра (по Шевелеву)

Таблицы Ф.А и А. Ф. Шевелевых являются одним из самых точных табличных методов расчета пропускной способности водопровода. Кроме того, они содержат все нужные формулы расчета для каждого конкретного материала. Это объемный информативный материал, используемый инженерами-гидравликами чаще всего.

В таблицах учитываются:

  1. диаметры трубы – внутренний и наружный;
  2. толщина стенки;
  3. срок эксплуатации водопровода;
  4. длина магистрали;
  5. назначение труб.

Составление проекта

Проектная документация отопительного контура выполняется с соблюдением общих требований. Точки входа и выхода с газового котла считаются основными. Изначальный отрезок трубопровода даже при применении полипропиленовой трубы выполняют из металла (примерно 1,5 м. от точки выхода) до первого разветвления системы.

Затем выполняется разводка всей ветки пластиковых или полипропиленовых труб. При этом сечения зависят от протяженности, но обычно каждое следующее ответвление делают меньшего размера, чем предыдущее. Схематичность подсоединения системы труб с охлаждающей жидкостью та же самая, только подводится ко входному отверстию отопительного котла.

Оптимальный размер, температура и давление

При обустройстве небольшого отопительного контура стандартного типа некоторые рекомендации специалистов позволят обойтись без сложных вычислений:

  • Для трубопроводов с естественной циркуляцией носителя рекомендуется использовать трубы с внутренним сечением в 30-40 мм. Увеличение параметров грозит необоснованным расходом теплоносителя, снижению скорости его движения и падением внутриконтурного давления.
  • Слишком малый диаметр труб вызовет перегруз внутри магистрали, что может спровоцировать её прорыв в местах соединительных элементов.
  • Чтобы обеспечить необходимую скорость движения теплоносителя и нужное давление внутри контура с принудительной циркуляцией, предпочтение отдаётся трубам с сечением не более 30 мм. Чем больше сечение трубы и длиннее магистраль, тем мощнее выбирается циркуляционный насос.

Уровень рабочего давления контура не должен превышать предел устойчивости:

  • встроенного в котёл теплообменника (max — 3 атм или 0,3 Мпа);
  • или 0,6 Мпа (при радиаторной схеме).

Оптимальным для теплосистем с циркулярным насосом считается показатель в диапазоне от 1,5 до 2,5 атм. В условиях естественной циркуляции – от 0,7 до 1,5 атм. Превышение норматива неизбежно станет причиной аварии. Чтобы контролировать уровень давления в теплосистемах обустраиваются расширительные баки и манометры.

Автономное отопление позволяет регулировать температуру теплоносителя самостоятельно в зависимости от сезона и индивидуальных потребностей жильцов дома. Оптимальной считается температура в диапазоне от 70 до 80⁰C, в паровых теплосистемах – 120-130⁰C. Наилучшим решением станет использование газовых или электрических котлов, позволяющих контролировать и регулировать нагрев контура, чего не скажешь о твердотопливном оборудовании.

Конструктивные особенности отопительных систем также предопределяют особенности температурного режима:

  • максимальный нагрев носителя в одноконтурной разводке — 105⁰C, в двухконтурной — 95⁰C.
  • в пластиковых трубопроводах температура носителя ограничивается 95⁰C, в стальных — 130⁰C.

Разница температуры между подачей и обраткой – 20⁰C.

Расчет радиаторов

Расчет радиаторов будет напрямую связан с их мощностью. Радиаторы бывают:

  • Алюминиевые,
  • биметаллические,
  • чугунные и т.д.

Биметаллические радиаторы имеют стандартную мощность одной секции 100-180 Вт, алюминиевые — 180 — 205 Вт, чугунные — 120-160 Вт. Считать секции нужно только после учета мощности, поэтому приобретая, поинтересуйтесь у продавца, из какого материала сделаны радиаторы.

Еще один показатель важный при выборе отопительных приборов это разница температур между поступающим от котла и обраткой(DT). Стандартная цифра, зафиксированная в техническом паспорте радиатора 90 — входящая, 70 — обратка.

Опираясь на собственный опыт, могу сказать, что котел редко работает на полную мощность, а значит, температуры подачи в 90 С не будет. А в автоматических котлах вообще стоит ограничитель 80 С, так что паспортных показателей не получится. А значит средняя реальная DT 70 -вход, 55 — выход. Значит, мощность радиатора будет менее 120 Вт, для алюминиевых 150 Вт. Из этого расчета просто сделать вычисления.

Для примера рассчитаем тот же деревянный одноэтажный дом площадью 78,5 м2. Использоваться будут алюминиевые радиаторы высотой 0,6 м. Теперь рассчитаем количество секций на одно помещение:

Комната в 28 м3, умножаем этот показатель на 40 Вт (из таблицы потребления по регионам) и на 1,2 =1344 Вт. Эту цифру нужно округлить до целого, 1500. Теперь разделим на мощность одной секции: 1500:150=10 секций. Для данной комнаты можно использовать один радиатор с 6 секциями и второй с 4-я.

Аналогично рассчитываются все комнаты дома.

Следующим этапом нужно выбрать трубы связывающие радиаторы в единую систему.

Как правильно выбрать трубы для радиаторов

Нагретая вода от газового котла транспортируется к радиаторам по системе труб, поэтому от их качества будет зависть, насколько велики будут теплопотери. На рынках представлены три основных вида труб:

  1. Пластиковые.
  2. Металлические.
  3. Медные.

Металлические трубы

У металлических труб, которые раньше использовались в системе отопления любого частного дома, есть ряд минусов:

  • большой вес,
  • монтаж требует использования дополнительного оборудования,
  • накапливаю статическое электричество,
  • появление естественной ржавчины, а это может нанести вред котлу.

Но зато цена на такие трубы не велика, от 350 п.м.

Медные трубы

Другое дело медные трубы. Они имеют ряд плюсов:

  1. Выдерживают температуру до 200 С
  2. Выдерживают давление до 200 атмосфер.

Но большее число минусов делают эти трубы не востребованными:

  1. Сложность установки (нужен серебряный припой, нужно профессиональное оборудование и знания).
  2. Монтировать медные трубы можно только на специальные крепления.
  3. Высокая цена из-за дороговизны материала, от 1500 п/м.
  4. Высокая стоимость монтажа от 600 п/м.

Пластиковые трубы

Пластиковые трубы считаются одними из самых востребованных, среди домовладельцев. Способствуют этому ряд плюсов:

  1. Коррозия внутри системы не образуется, так как система герметична, а материал не пропускает воздух.
  2. Повышенная прочность, так как основа из алюминия, покрытого пластиком, а этот материал не гниет и не разрушается со временем.
  3. Конструкция имеет алюминиевое армирование, поэтому расширение минимум.
  4. Низкое гидравлическое сопротивление, это хорошее для системы с естественной циркуляцией и под давлением.
  5. Антистатичны.
  6. Не нужно обладать навыком при установке, достаточно ознакомится в интернете техникой монтажа.
  7. Низкая стоимость, от 32 руб./м

Когда трубы выбраны и приобретены можно приступать к монтажу системы отопления, сделать работу можно своими руками или вызвать специалистов.

Влияние диаметра трубы на функциональность отопления

При качественных расчетах система с принудительной циркуляцией будет функционировать максимально эффективно. Поэтому стоит хорошо рассчитать вероятные тепловые потери и попробовать их минимизировать.

В противном случае даже при больших затратах энергии эффективность работы трубопровода будет не полная, то есть отопительная система не будет полностью справляться с поставленной задачей.

То, что размер сечения оказывает влияние на гидродинамику – это правда. И если некоторые считают, что чем больше ∅, тем эффективнее работа, то они сильно заблуждаются.

Если использование образцов большого диаметра не оправдано, то давление сильно падает, что приводит к тому, что отопление совсем пропадает.

Если решили проводить отопление в частном доме, то тут надо определиться с тем, как будет подаваться вода. Если от центральной магистрали, то расчет проводится таким же образом, как и для квартиры.

Если имеется своя автономная система отопления, то диаметр труб надо подбирать исходя из того какой материал использовался для ее изготовления и вида самой системы.

Некоторые нюансы, определяющие выбор

Диаметры бывают:

  1. внутренними (основополагающий показатель размера трубы);
  2. внешними (основополагающий показатель определяющий класс изделия);
  3. условными (это значение округляется и переводится в дюймы).

Внешний диаметр бывает – малым, средним и большим.

Как рассчитать оптимальный размер без калькулятора?

Когда необходимо рассчитать подходящий размер сечения трубы отопления, то следует придерживаться определенных рекомендаций.

Смотреть видео

Профессиональные сантехники уверяют, что в отоплении с принудительной циркуляцией лучше выбирать минимальный диаметр труб насколько это возможно. Такое решения вполне обосновано.

Минимальное сечение позволяет минимизировать поток движения теплоносителя. Также отопительная система, состоящая из труб небольшого сечения, легче поддается монтажу и является более выгодной, если говорить о финансовых тратах.

Но такие решения не должны заставлять покупателей вопреки проведенному расчету приобретать составляющие элементы меньшего диаметра, чем получается в результате проведенного расчета.

При установке образцов меньшего сечения, чем надо система будет работать с большим шумом и станет неэффективной.

В идеале для подбора подходящего диаметра трубы для отопления, надо ориентироваться на движение воды по трубопроводу. Самыми подходящими будут значения, что находятся на интервале от 0,3 до 0,7м/с. Рекомендуется отталкиваться именно от них.

Расчет мощности отопления без калькулятора

Эти расчеты проводятся по специально выведенной формуле. Чтобы получить требуемую мощность отопления с обычной или принудительной циркуляцией теплоносителя метраж частного дома или квартиры умножается на коэф-нт теплопотери, затем умножаем полученное значение на число, которое выходит при подсчете разницы максимальной температуры зимой на улице и внутри частного дома, затем данное значение делим на 860.

Смотреть видео

Расчет отопления частного дома

Коэф-нт теплопотери берем исходя из того, какой материал использовался во время строения, учитывая при этом, каким пользовались утеплителем.

Если все параметры близки к стандартным, то расчет проводиться, беря за основу усредненные значения. Если отопление рассчитывается для помещения без теплоизоляции, то берем коэффициент 4.

Кирпичное помещение с кладкой в один кирпич с множеством оконных проемов считается местом с низкой изоляцией и для него используется коэффициент – 2,5.

Стандартная кирпичная постройка с толстыми стенами без дополнительного утепления относится к средней степени теплоизоляции и для расчета используется коэффициент – 1,5.

К высокой степени изоляции относится строение из кирпичной клади с двухсторонним утеплением и с встроенными стеклопакетами с энергосохраняющими свойствами. В этом случае используется коэффициент – 1.

Если остановится подробнее на скорости воды в трубах отопления, то она не должна продвигаться со скоростью менее 0,2м/с иначе вода начнет выделять воздух, который образует воздушные пробки и нарушит всю работу.

А если теплоноситель будет двигаться со скоростью более 1,5 м/с, то процесс движения будет очень шумным и находиться в таком месте станет не комфортным для жильцов.

Рекомендуется не доводить до крайних границ, а придерживаться среднего значения. Если нужно увеличить скорость передвижения теплоносителя, томожно воспользоваться специальным насосом при установке системы с принудительной циркуляцией.

Порядок расчета сечения магистралей теплоснабжения

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.

При выборе полимерных труб отопления нужно обязательно уточнить о наличии в конструкции армирующего слоя. Без него при воздействии горячей воды магистраль не будет иметь должной жесткости.

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:

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.

Степень теплоизоляции здания

Качественное утепление дома, установлены современные окна и двери

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.

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

В представленных расчетах не учитывается поправка на шероховатость внутренней поверхности магистралей.

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.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий