X

Расчет труб отопления — отопления в городской квартире и частном доме

Меняем ли мы изношенные участки стояков и подводок в квартире, проектируем ли с нуля систему отопления коттеджа — рано или поздно нам потребуется закупать материалы. Радиаторы, запорную арматуру, фитинги и… трубы. Как не промахнуться с их диаметром?

Об этом — наша статья. 

От диаметра труб работа отопления зависит не меньше, чем от типа батарей

От диаметра труб работа отопления зависит не меньше, чем от типа батарей

Зачем нужны расчеты

Почему не взять диаметр на глазок? Или, чтобы перестраховаться, с заведомым запасом?

Здесь стоит разделить два принципиально разных случая.

  • В городской квартире при занижении диаметра стояка мы получим замедленную циркуляцию в нем. Холоднее станет у всех ваших соседей снизу и сверху.
    А вот при избыточном сечении трубы никаких негативных последствий, кроме сомнительной эстетики, мы не получим.

Однако: с ростом диаметра трубы ее цена растет нелинейно. Труба диаметром 32 миллиметра почти вчетверо дороже трубы диаметром 16 миллиметров.
Это вполне понятно: ее масса растет пропорционально квадрату диаметра, а вместе с массой растут и затраты на производство погонного метра.

Стоимость трубы растет пропорционально квадрату диаметра

Стоимость трубы растет пропорционально квадрату диаметра

  • А вот в частном доме при завышении диаметра мы пострадаем не только финансово. Увеличится общий объем теплоносителя, причем значительно.
    Отсюда — большая инерционность системы: радиаторы после растопки котла будут прогреваться куда медленнее.

Если разводка труб выполнена в подвале или на чердаке — увеличатся и потери тепла: у толстой трубы большая площадь поверхности.

Занизить сечение системы отопления — тоже плохой вариант: для поддержания должной температуры отопительных приборов придется ускорить циркуляцию в системе. А это приведет к появлению шумов на изгибах и запорной арматуре, не говоря уже о точках дросселирования.

Откуда брать значения диаметра

Сразу оговорим: гидравлический расчет трубопроводов — это очень сложная инженерная задача, учитывающая массу факторов.

В их число входят:

  • Материал трубы и коэффициент его шероховатости, от которого зависит гидравлическое сопротивление.
  • Степень ее износа.
  • Напор теплоносителя.
  • Количество поворотов и их угол.
  • Количество и тип запорной арматуры.
  • Планируемый срок эксплуатации.

Уточнение: степень износа влияет на гидравлическое сопротивление стальных труб.
Шероховатость внутренней поверхности полимерных и металлополимерных труб со временем практически не меняется. Что, впрочем, не делает расчет легким.

Для точного расчета систем отопления многоквартирных домов и магистралей инженеры используют так называемые таблицы Шевелева и сложные формулы; нам же нужно максимально простое решение.

В случае типовых проектов многоквартирных домов простое снижение диаметра трубы на шаг позволит сэкономить огромные суммы

В случае типовых проектов многоквартирных домов простое снижение диаметра трубы на шаг позволит сэкономить огромные суммы

Давайте разделим проблему на составляющие.

Городская квартира

Здесь достаточно запомнить несколько простых правил:

  • При замене стояка отопления берется труба такого же диаметра, как использованная строителями. Ни завышать, ни занижать диаметр не нужно. Исключение — явный случай проведенных ранее ремонтных работ, выполненных неквалифицированными специалистами.
    Если сечение стояка на коротком участке меняется с ДУ25 на ДУ15 — его лучше вырезать, убрав переход диаметра.
  • Для подводки к радиатору любого типа достаточно трубы ДУ20. Сужение трубы допустимо лишь после перемычки, которую можно выполнить трубой ДУ15.
  • Если перед отопительным прибором ставится дроссель, термостатическая головка или даже просто вентиля — перемычка строго обязательна и выполняется тем же диаметром, что и стояк.

Если вы не хотите, чтобы в пик морозов часть тепла проходила мимо батареи отопления — поставьте на перемычку вентиль. Разумеется, если дросселирующая запорная арматура открыта не полностью — вентиль на перемычке должен быть в открытом положении.

Используются только и исключительно современные шаровые вентиля. Они более надежны по сравнению с морально устаревшими винтовыми и в открытом положении имеют минимальное гидравлическое сопротивление.

На фото все требования выполнены. Новый стояк того же диаметра, что и старый; тем же диаметром выполнена перемычка. Радиатор отсекают шаровые вентиля

На фото все требования выполнены. Новый стояк того же диаметра, что и старый; тем же диаметром выполнена перемычка. Радиатор отсекают шаровые вентиля

Гравитационная система отопления

Независимо от этажности дома, протяженность такой системы ограничена максимальным перепадом, который способно создать тепловое расширение теплоносителя. Контур не может быть длинным; площадь отапливаемого помещения и тепловая мощность котла тоже ограничены.

Раз так — задачу можно упростить, приведя точные значения диаметров.

  • Для дома площадью до 70-80 квадратных метров розлив выполняется трубой ДУ 32. При большей площади — ДУ 40 или даже ДУ 50.

Внимание: не путайте условный диаметр с внешним. ДУ — параметр, примерно равный внутреннему сечению трубы и введенный для унификации арматуры и фитингов.
Внешний может значительно отличаться от него за счет большой толщины стенок.

На нее желательно установить отсекающие вентиля; не помешают и дроссели или термостаты для балансировки системы. Общая проблема систем с естественной циркуляцией — в том, что ближние к котлу радиаторы гораздо горячее дальних.

Диаметр розлива - 40 миллиметров, подводки - 20. При необходимости отопительный прибор регулируется вентилями. Строго говоря, это неправильно; но схема вполне работоспособна

Диаметр розлива — 40 миллиметров, подводки — 20. При необходимости отопительный прибор регулируется вентилями. Строго говоря, это неправильно; но схема вполне работоспособна

Система с принудительной циркуляцией

Чтобы своими руками рассчитать необходимый диаметр труб в произвольном случае, нам все же придется залезть в дебри. Впрочем, не слишком далеко: вместо сложного расчета мы воспользуемся таблицей.

Таблица позволяет без чрезмерно сложных расчетов подобрать диаметр трубы

Таблица позволяет без чрезмерно сложных расчетов подобрать диаметр трубы

Как пользоваться этой таблицей?

Инструкция не слишком сложна.

Однако нам необходима дополнительная информация о том, откуда брать нужную нам скорость движения теплоносителя и тепловой поток в ваттах.

  • Границы скорости воды в трубах — 0,6 — 1,5 метра в секунду. При меньшей скорости дальние радиаторы будут ощутимо остывать; при большей — шум воды на фитингах станет слышимым.
  • Приблизительное количество необходимого тепла для частного дома можно рассчитать, исходя из нормы в 60 ватт на кубометр объема. Для теплого региона полученное число  умножается на 0,7 — 0,9, для лютых морозов Чукотки или Якутии — на 1,5-2,0.

Давайте в качестве примера подберем трубу для отопительного контура дома площадью 75 квадратных метров где-нибудь в Краснодаре.

Высота потолков равна 3 метрам; делить систему отопления на несколько независимых контуров мы не станем; скорость воды в трубах ограничим 1 метром в секунду.

  1. Рассчитываем потребность в тепле. Объем помещения равен 75*3=225 м3. Для его отопления в пик морозов потребуется 225*60=13500 ватт. Теплый климат Краснодара заставит нас урезать потребность в тепле до 13500*0,7=9450 ватт.
  2. Теперь ищем в верхней горизонтальной строке нужную нам скорость движения воды в контуре. Напомним — она равна 1 метру в секунду.
  3. Нашли? Движемся по таблице вертикально вниз, пока в верхней строчке квадратика не увидим значение больше искомых 9,5 киловатт. Округление здесь стоит выполнять только в большую сторону.
  4. В четвертом сверху квадрате мы обнаруживаем значение 14370 ватт, на котором можем закончить поиск. Как нетрудно заметить, оно соответствует внутреннему диаметру трубы 15 миллиметров. Стало быть, мы можем остановить свой выбор на полудюймовой стальной трубе или полипропиленовой с внешним диаметром 20 миллиметров.
При одинаковой проходимости внешний диаметр стальной трубы меньше за счет более тонких стенок

При одинаковой проходимости внешний диаметр стальной трубы меньше за счет более тонких стенок

Пользуясь таблицей, стоит учитывать, что она дает значения для дельты температур между подачей и обраткой в 20 градусов. Что, впрочем, является весьма типичным для систем автономного отопления.

Полезные мелочи

Напоследок — некоторое количество несистематизированной информации, которая, возможно, пригодится читателю при проектировании своей системы отопления.

  • Преимущество малого сечения труб — низкую тепловую инерционность системы — сводит на нет применение чугунных радиаторов.
    Их секции имеют большой внутренний объем, да и сами отопительные приборы разогреваются ввиду большой массы и сравнительно низкой теплопроводности долго. Лучший выбор для автономного отопления — алюминиевые батареи.
  • Тем не менее, иногда тепловая инерционность является плюсом. Если вы живете в доме постоянно и пользуетесь твердотопливным котлом, который нуждается в загрузке дров или угля несколько раз в день — то, что батареи будут долго остывать, только порадует.
  • Дополнительно увеличить инерционность системы поможет теплоаккумулятор — теплоизолированный бак объемом 300-2000 литров. Среди прочего, он поможет отапливать дом электричеством, пользуясь им по дешевому ночному тарифу. Бак монтируется в любой точке контура и ночью накапливает тепло; днем горячий теплоноситель в нем отдает тепловую энергию батареям.
  • При лучевой разводке от коллектора применяются металлопластиковые или полиэтиленовые (разумеется, из сшитого полиэтилена) трубы минимального диаметра. Внешнего сечения в 16 миллиметров в этом случае вполне достаточно.
    При коллекторной схеме большой диаметр подводки не нужен. Каждая врезка питает всего один радиатор

    При коллекторной схеме большой диаметр подводки не нужен. Каждая врезка питает всего один радиатор

  • В стяжку трубы любого типа укладываются только цельными, без каких бы то ни было соединений — сварных или фитинговых. Исключение — полипропилен: его сварные соединения долговечностью и прочностью не отличаются от цельной трубы; однако материал не настолько гибок, как металлопластик или сшитый полиэтилен.

Заключение

Надеемся, что предложенные методики подбора труб покажутся вам удобными. Как обычно, видео в конце статьи предложит дополнительную информацию на эту любопытную тему. Теплых зим!

загрузка...


Поделиться
Советуем прочитать
Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: 3 шага к удачной покупке Как рассчитать мощность газового котла: 3 схемы разной сложности Стальные радиаторы отопления: расчет мощности панельных приборов, пластин и регистров


Подписывайся на наши новости Вконтакте!




Please leave this field empty.

Задайте вопрос эксперту

Обязательно приложите ФОТОГРАФИЮ проблемы! Чем яснее проблема - тем проще ответить эксперту









Удалить

Удалить

Удалить

Удалить

Добавить файл

Ответ эксперта придет вам на почту. Обычно время ответа от 30 минут до 2 суток

Top