Добавить в закладки
Статьи

Как сделать расчет труб отопления отопления: учитываем все нюансы

При монтаже системы отопления в частном доме или квартире основной целью всегда является извлечение максимального КПД из оборудования, чтобы затрачиваемые средства были расходованы именно на обогрев помещения.

Стальные трубы в изоляции

Стальные трубы в изоляции

Такое возможно при правильном подборе:

  • не только самой системы и радиаторов;
  • но и диаметра труб;
  • а также материала их изготовления.

Давайте узнаем, как производить такие расчёты, обратим внимание на то, какие материалы более выгодны и посмотрим видео ролик по этому материалу.

Трубы отопления

Трубы из разного материала

Трубы из разного материала



  • Диаметральный и гидравлический расчет трубопроводов возможен лишь в том случае, если для этого есть их основные параметры, такие как:
    1. Материал изготовления, например, сталь, медь, чугун, хризотилцемент, полипропилен.
    2. Внутренний диаметр.
    3. Данные по диаметру и материалу фитингов и фасонных деталей.
    4. Толщина стенок труб, фитингов и фасонных деталей.
  • Непонятно откуда появилось мнение, что при увеличении диаметра труб повышается качество отопления, так как при увеличении площади трубопровода увеличивается теплоотдача. Теоретически, это, конечно, очень даже похоже на правду, но на самом деле всё выглядит по-иному.
  • Прежде всего, для труб большого диаметра необходимо закачивать в систему большое количество теплоносителя, который нужно нагреть. Следовательно, увеличивается расход потребляемой энергии (электричество, газ, жидкое или твёрдое топливо). А трубы сами по себе не являются нагревательным прибором (в радиаторах для обогрева используется метод конвекции, то есть, КПД значительно увеличивается), получается, что расход материалов и энергоносителей не обоснован.
  • Кроме того, увеличение объёма жидкости в контуре ведёт к понижению давления в системе, следовательно, вам придётся устанавливать на возврате вспомогательный циркуляционный насос для отопительной системы, что опять-таки влечёт за собой определённые расходы. Конечно, даже при большом диаметре труб контура достичь нужной температуры в отапливаемом помещении вполне возможно, но цена на материал и энергоносители получится слишком завышенной.

Внимание!
Для оптимального монтажа и эксплуатации системы отопления (при подборе диаметра) давление в каждом циркуляционном кольце должно на 10% превышать потери, которые вызывает гидравлическое сопротивление.

Определение диаметра

Замер диаметра. Фото

Замер диаметра. Фото

Для профессиональных расчётов по диаметру труб отопления инженерами-теплотехниками используется большое количество формул и такие вычисления, как правило, нужны для проектов многоэтажных жилых и общественных зданий, предприятий и других учреждений. Для своего дома вам вряд ли понадобятся такие точные цифры, поэтому, мы предлагаем вам упрощённую схему, которой может воспользоваться каждый сантехник.

Формула для подобных расчётов выглядит так: D = √354*(0.86*Q/Δt)/V, а теперь нам остаётся только подставлять значения параметров под буквы.

Здесь:

  • D – это диаметр трубы (см);
  • Q – нагрузка на измеряемый участок (кВт);
  • Δt – температурная разница в подающей и возвратной трубе (t⁰C);
  • V – Скорость теплоносителя в системе (м/сек).

Примечание. Если на подаче теплоносителя у котла его температура составляет 80 ⁰C , а на возврате у котла 60 ⁰C , то в таком случае значение Δt будет равно Δt=80-60=20 ⁰C .

 

Расход Пропускная способность трубы (кг/час)
Ду трубы 15 мм 20 мм 25 мм 32 мм 40 мм 50 мм 65 мм 80 мм 100 мм
Па/м мбар/м ˂0,15м/сек ˃0,15м/сек 0,3м/сек
90,0 0,900 173 403 745 1627 2488 4716 9612 14940 30240
92,5 0,925 176 407 756 1652 2524 4788 9756 15156 30672
95,0 0,950 176 414 767 1678 2560 4860 9900 15372 31104
97,5 0,975 180 421 778 1699 2596 4932 10044 15552 31500
100,0 1,000 184 425 788 1724 2632 5004 10152 15768 31932
120,0 1,200 202 472 871 1897 2898 5508 11196 17352 35100
140,0 1,400 220 511 943 2059 3143 5976 12132 18792 38160
160,0 1,600 234 547 1015 2210 3373 6408 12996 20160 40680
180,0 1,800 252 583 1080 2354 3589 6804 13824 21420 43200
200,0 2,000 266 619 1154 2488 3780 7200 14580 22644 45720
220,0 2,200 281 652 1202 2617 3996 7560 15336 23760 47880
240,0 2,400 288 680 1256 2740 4176 7920 16056 24876 50400
260,0 2,600 306 713 1310 2855 4356 8244 16740 25920 52200
280,0 2,800 317 742 1364 2970 4456 8568 17338 26928 54360
300,0 3,000 331 767 1415 3078 4680 8802 18000 27900 56160

Пропорциональная зависимость между пропускной способностью и диаметром труб

Расчёт тепловой мощности (нагрузки)

Отопительная система частного дома

Отопительная система частного дома

Для определения оптимальной тепловой мощности системы отопления частного дома вы можете использовать следующую формулу: Qt=V*∆t*K/860.

Теперь вам опять-таки остаётся только подставить цифровые значения на место символов и здесь:

  • Qt – это искомая мощность тепловой энергии для данного помещения (кВт/час);
  • V – объём обогреваемого помещения (м3);
  • Δt – температурная разница в подающей и возвратной трубе (t⁰C);
  • K – коэффициент теплопотерь помещения (зависит от типа здания, толщины стен и из термоизоляции);
  • 860 – перевод в кВт/час.

В частном секторе постройки могут сильно отличаться друг от друга, но, тем не менее, там зачастую используют следующие значения коэффициента теплопотерь (K):

  • Если архитектурное сооружение имеет упрощённую конструкцию (дерево, гофрированный металлопрокат) и там отсутствует изоляция, то K= 3-4;
  • Упрощённая конструкция архитектурного сооружения со слабой степенью термоизоляции, например, кладка в один целый кирпич или пеноблок 600x400x200 мм – здесь K=2-2,9;
  • В стандартных архитектурных сооружениях (кладка в два кирпича и небольшое количество окон и дверей, крыша – стандарт) K= 1-1,9;
  • При высокой степени термоизоляции для стандартных архитектурных сооружений с небольшим количеством окон и дверей и утеплённой крышей и полом, инструкция указывает на то, что K=0,6-0,9.
Повышенная теплоизоляция стен

Повышенная теплоизоляция стен

Если вам необходимо произвести расчёт трубного диаметра, то, как уже было отмечено выше, вам необходимо значение разницы температур между улицей и помещением. В помещении за точку отсчёта обычно берётся либо комнатная температура (18-20 ⁰C), либо та, которая вам наиболее подходит, а со стороны улицы вам нужно подставить среднее значение, которое принято для вашего региона.

Например, ваша комната имеет объём 3,5*5,5*2,6=50,05 м3 и она хорошо утеплена, то есть, там толстые или утеплённые стены, утеплён пол и потолок и воспользуемся коэффициентом 0,9. В Подмосковье средняя температура воздуха в зимний период составляет -28 ⁰C, а для микроклимата в помещении возьмём значение 20 ⁰C, тогда значение ∆t будет равно 28+20=48 ⁰C. В таком случае, Qt=50,05*48*0,9/860≈2,5/час.

Скорость теплоносителя

Режимы течения теплоносителя в горизонтальных трубах: а) слоистый; б) волновой; в) поршневой

Режимы течения теплоносителя в горизонтальных трубах: а) слоистый; б) волновой; в) поршневой

Примечание. Минимальная скорость теплоносителя для систем отопления не должно быть менее 0,2-0,25 м/сек.
В тех случаях, когда скорость падает ниже этого значения, из жидкости начинается выделение воздуха, что способствует образованию воздушных пробок.
В таких случаях может быть частично утеряна работоспособность контура, а в отдельных ситуациях это может привести к полному бездействию системы, так как поток остановится вообще и это произойдет при работающем циркуляционном насосе.

 

Внутренний диаметр труб Тепловой поток (Q) при ∆t=20Расход воды (кг/час) при скорости движения (м/сек)
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1
8 40918 81835 122853 163570 204488 2453105 2861123 3270141 3679158 4038176 4496193
10 63927 127755 191682 2555110 3191137 3832165 4471192 5109220 5748247 6387275 7025302
12 92041 183979 2769119 3679158 4598198 5518237 6438277 6438277 8277356 9197395 10117435
15 141762 2874124 4311185 5748247 7185309 8622371 10059438 11496494 12933556 14370618 15807680
20 2555110 5109220 7664330 10219439 12774549 15328659 17883759 20438879 22992989 255471099 281021208
25 2992172 7983343 11975515 15967687 19959858 239501030 279421202 319341373 359261545 399171716 439091888
32 6540281 13080562 19620844 261601125 327001406 392401687 457801969 523202250 588602531 654012812 719413093
40 10219439 20438879 306581318 408751758 510942197 613132636 715323076 817513515 919693955 1021884334 1124074834
50 15967687 319341373 479012060 638682746 798353433 958024120 117654806 1277355493 1437026179 1596596866 1756357552
70 112951345 625902691 938854037 1251815383 1564766729 1877718074 2190659420 25036110768 28165612111 31295213457 344247148013
100 638682746 1277355493 1916038239 25547110985 31933813732 38320616478 44707419224 51694121971 57480924717 63867727463 70254430210

Таблица для определения трубного диаметра

Примечание. Плотность воды при 80 ⁰C равна 971,8 кг/м3.

Скорость жидкости в отопительном контуре может составлять от 0,6м/сек до 1,5м/сек, но в тех случаях, когда соблюдается большее значение, то существенно понижаются гидравлические шумы в системе, поэтому, скорость 1,5м/сек мы и примем за отправную величину.

Когда у нас имеются все необходимые значения, мы можем подставить их в формулу D = √354*(0.86*Q/Δt)/V, в таком случае у нас получится D = √354*(0.86*2,5/20)/1,5≈1,34, значит, нам понадобится труба с внутренним диаметром 14 мм

Конечно, когда вы делаете своими руками систему отопления в собственном доме, то вероятность того, что вы будете использовать формулы для расчётов, ничтожно мала, но в этом случае для вас есть пособие в виде таблиц, расположенных в этой статье. Кроме того, в таблице учтён тип циркуляции жидкости, который может быть принудительным или естественным.

Отопление из полипропилена

Отопление из полипропилена


В настоящее время чаще всего (особенно в частном секторе) радиаторные контуры, а также разводка труб отопления к гребёнкам тёплого пола выполняется из полипропилена. Из всех применяемых в данном случае, этот материал обладает наименьшей теплопроводностью, но, тем не менее, в тех местах, где трубы проходят по холодным участкам, их нужно утеплять.

Заключение

В заключение можно сказать, что наиболее часто используемый наружный диаметр полипропиленовых труб для отопительных контуров в частном секторе, это 20, 25,32 и 40 мм. Подводку к радиаторам в основном делают сечением 20 мм, изредка 25 мм, а более толстые трубы используются в качестве стояков.

Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен

Оставить комментарий

ОБЯЗАТЕЛЬНО приложите ФОТО проблемы - так ответ эксперта будет гораздо точней

Оставляя комментарий, Вы принимаете пользовательское соглашение

Ваше имя:
Ваш e-mail:
Нажимая на кнопку, вы даёте согласие на обработку своих персональных данных


Поделитесь:
Автор: Владимир БОНКО
Опубликовано: 08.07.2015