Astro-nn.ru

Стройка и ремонт
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет диаметра трубопровода отопления по тепловой мощности

Диаметр труб для отопления

Как правильно подобрать трубы для отопления? Этот вопрос волнует каждого застройщика, поскольку ошибка может нарушить работу всей системы, сделать ее неэффективной и некомфортной.

При заниженном диаметре:

  • Трубы испытывают повышенные нагрузки и сокращается срок их службы. О 50-и годах, как заявляют производители, речь даже не идет.
  • В отопительной системе возникают шумы. Кому нужен дискомфорт с прослушкой работы отопительной системы.
  • В пиковые периоды при заниженном диаметре трубы может быть не обеспечена подача тепла в нужном количестве и в помещении будет некомфортная температура.

Но и ставить трубы на отопление с большим запасом тоже смысла нет:

  • Это ненужный перерасход денежных средств, снижается инвестиционная эффективность замены труб и оборудования системы отопления.
  • Из-за маленькой скорости потока теплоносителя в трубах могут образовываться отложения, что ведет к уменьшению их пропускной способности.
  • Снижается эффективность из-за большего объема системы отопления. Она приобретает повышенную инерционность.
  • Возможно постоянное завоздушивание, что ведет в повышенному износу радиаторов отопления, теплообменника котла и других компонентов

По сути, при правильно выбранном диаметре труб отопления теплоноситель перемещается по трубопроводам в нужном количестве и определенном диапазоне скоростей. Таким образом при выборе диаметра труб для системы радиаторного отопления с принудительной циркуляцией необходимо отталкиваться от двух значений:

  • тепловая мощность отопительного контура
  • скорость потока теплоносителя в трубопроводе

Усредненно показатель тепловой мощности часто принимают 100 Вт/м. кв., хотя правильнее заказать профессиональный расчет. Теплопотери, которые напрямую определяют тепловую мощность, зависят от многих факторов: утепление дома, тип окон и дверей с ручками http://www.mirar-group.ru, климата в регионе и других. Скорость потока зависит от расхода теплоносителя и указывается производителями труб в специальных таблицах.

Расчет диаметра труб отопления по таблице

Дабы упростить «жизнь» начинающим застройщикам, специалистами уже составлены специальные таблицы по которым можно подобрать нужный диаметр при ΔТ=20 град.С (разница температур между подачей и обраткой).
Ниже таблица подбора диаметра трубы для отопления при ΔТ=20 град. С:

Алгоритм подбора следующий:

  • Перемещаясь по столбцам с показателем скорости потока жидкости 0,4-0,6 находим нужный показатель теплового потока.
  • По крайнему левому столбцу определяем требуемый внутренний диаметр трубопровода.
  • По таблицам производителя, в зависимости от внутреннего диаметра, находим нужный наружный диаметр.

Пример расчета

Например, есть дом 60 кв. метров.
По среднему показателю теплопотерь 100 Вт/м.кв., требуемый тепловой поток 6000 Вт. Применяем коэффициент запаса 1,2 — 6000*1,2=7200 Вт
В таблице максимально приближенным будет значение 7185 Вт при скорости потока 0,5 м/с.
По крайнему левому столбцу внутренний диаметр трубы будет равным 15 мм.
По таблице производителя находим требуемый наружный диаметр трубы. Например, для универсальной металлопластиковой трубы TECEFlex (стр. 11) ближайшее значение в сторону увеличения — 18 мм. Это труба универсальная многослойная (PE-XcAlPE) 25 мм. Аналогично смотрим ассортимент Экопластик стр. 7. Нам подойдет полипропиленовая труба Stabi 25 мм.

Соответствие тепловой мощности и диаметра

Проектировщиками и монтажниками уже подобраны оптимальные соотношения тепловой мощности и наружного диаметра отопительной пластиковой трубы (как в каталоге производителей).

  • Для 3000-5000 Вт — подойдет труба 20 мм
  • 6000-9000 Вт — 25 мм
  • 10000-15000 Вт — 32 мм
  • 16000-21000 Вт — 40 мм
  • 22000-32000 Вт — 50 мм

Данные показатели являются усредненными и, особенно если тепловая мощность находится вблизи пограничного значения, лучше обратиться к специалистам. Но с большой долей вероятности можно утверждать, что если требуемая тепловая мощность контура, например, 12 кВт (площадь около 120 м. кв.), то разводку системы отопления с принудительной циркуляцией нужно проводить пластиковыми трубами диаметром 32 мм.

Следует учесть, что все вышенаписанное относится только к выбору диаметра. Кроме этого, при проектировании системы отопления дома нужно выбрать трубы с учетом эксплуатационных параметров (температуры и давления), особенностей монтажа (замоноличенные, под гипсокартоном или плинтусом, открытые или другое), по типу соединения (сварка, запрессовка, обжим, пресс-соединения).

Расчет диаметра труб отопления

На отопление 10 м2 помещения с высотой потолков не превышающих 3 м нужно около 1 кВт мощности отопительного котла. К данной цифре нужно добавить 10% запаса в любом случае и дополнительно увеличить ее еще в зависимости от условий (например, если есть неотапливаемый балкон, большая площадь остекления, плохая теплоизоляция и т.д).

По таблице внутренних диаметров труб находим полученное значение мощности в зоне, выделенной голубым цветом. В желтой зоне таблицы указан соответствующий мощности диаметр труб отопления.

Например, площадь помещения 20 кв. м., тогда необходимая мощность теплового потока – 2400 Вт.

Наиболее подходящее значение в таблице 2453 Вт (на синем фоне). Смотрим соответствующий ему диаметр труб отопления – 8 мм (на желтом фоне). Такому решению соответствует скорость движения потока 0,6 м/с (фиолетовый цвет) и расход воды 105 кг/ч (поле на голубом фоне).

Стоит отметить, что при использовании однотрубной системы в ней наблюдается значительное падение мощности. Его необходимо компенсировать увеличением скорости движения теплоносителя, а значит уменьшать на соответствующих участках диаметр труб.

Рассмотрим систему отопления, представленную на рисунке, с мощностью от котла 12 кВТ и четырьмя радиаторами.

Расчет выполняется так:

  1. На зеленом участке мощность равна начальной 15 кВт. По таблице 15000 Вт есть значения в колонках внутреннего диаметра 20 и 25 мм. Экономически целесообразнее брать меньший диаметр, то есть 20 мм.
  2. Затем на красном участке мощность составит 15 кВт – 3 кВт = 12 кВт. В таблице есть значение 12774 Вт, значит, можно оставить диаметр 20 мм.
  3. На синем участке мощность уже 12 кВт – 3 кВт = 9 кВт. Наиболее близким значением является 8622 Вт, значит, нужно уменьшить диаметр до 15 мм.
  4. На последнем оранжевом участке мощность 9 кВт – 3 кВт = 6 кВт, что также позволяет использовать трубы 15 мм.

Зачастую в однотрубных системах используют радиаторы разной мощности, добавляя секции при отдалении от входа в систему. В таком случае расчет производится аналогично.

Подбор диаметра труб для отопления по мощности контура

Как выбрать диаметр трубы для отопления

Какие трубы применять для системы отопления?

Вопросы подбора диаметра отопительного трубопровода

Тогда возникает такое соответствие подключений:

  • 16 мм — для подключения одного или двух радиаторов
  • 20 мм – для подключения одного радиатора или небольшой группы радиаторов (радиаторы «обычной» мощности в пределах 1 — 2 кВт, максимальная мощность – до 7 кВт, количество радиаторов до 5шт.)
  • 25 мм — для подключения группы радиаторов (обычно до 8 шт., мощность до 11 кВт) одного крыла
  • 32 мм — для подключения одного этажа или целого дома в зависимости от тепловой мощности (обычно до 12 радиаторов, соответственно, тепловая мощность до 19 кВт)
  • 40 мм-для магистрали одного дома, если таковая имеется (20 радиаторов-до 30 кВт). Рассмотрим выбор диаметра труб подробнее, опираясь на заранее рассчитанные табличные соответствия энергии, скорости и диаметра

Соотношение диаметра труб, скорости жидкости и тепловой мощности

Подбор трубопроводов по мощности

  • 4,1 кВт — внутренний диаметр около 13,2 мм (Наружный диаметр 20мм)
  • 6,3 кВт-16,6 мм (25мм)
  • 11,5 кВт — 21,2 мм (32 мм)
  • 17 кВт — 26,6 мм (40 мм)

Каким диаметром трубы лучше сделать отопление в доме

Сложности выбора диаметра трубопровода

Основная сложность подбора диаметра заключается в особенностях планировки магистрали. Вычисление:

  • внешний показатель — (медь и пластик) — поверхность арматуры может отдавать тепловые потоки в помещение
  • внутренний диаметр (сталь и чугун) — позволяет рассчитать пропускные характеристики отдельного участка
  • условные параметры-округленное значение в дюймах, требуется для теоретических подсчетов

Для определения сечения учитывают, что на 1 м2 помещения тратиться 100 Вт энергии.

Зависимость размера от скорости теплоносителя

Выбор показателя диаметра определит пропускную способность магистрали с учетом рекомендуемой скорости 0,4-0,7 м/сек. При этом учитывается, что при скорости менее 0,2 м/сек образуются воздушные пробки, а при скорости более 0,7 м/сек есть риск повышения давления теплоносителя.

  • до 0,25 м / сек. в противном случае есть риски появления воздушных пробок и невозможности их удаления располнителями, теплопотери в комнате
  • не более 1,5 м / сек. теплоноситель в процессе циркуляции будет шуметь
  • 0,36-0,7 м / сек. — эталонная величина скорости теплоносителя

Для контроля интенсивности циркуляции без повышения диаметра патрубков используется циркуляционный насос.

Параметры объема теплоносителя

Гидравлические потери

Расчет производится по формуле D= √(354*(0.86*Q / ∆t) / V), где:

  • V-скорость жидкости в трубе (м/с)
  • Q-нужное количество тепла для обогрева (кВт)
  • ∆t-разница между обратной и прямой подачей (С)
  • D-диаметр трубы (мм)
  • весь объем воды приходится на участок соединения первой ветви с котел. Это общее количество тепла, равное 38 кВт
  • по таблице нужно найти данную строку и соответствующие зеленые ячейки. При данных параметрах необходим диаметр-40 и 50 мм.выбор делается в пользу меньшего
  • по развилке видно количество тепла на первом (20 кВт) и втором (16 кВт) этажах. Сечение Трубной арматуры по таблице-32 мм
  • поскольку на каждом этаже 2 крыла, контур разделен на два ответвления. Для первого этажа 20/2=10 кВт на крыло, для второго-16/2=8 кВт на крыло
  • по таблице определяется диаметр – 25 мм, который используется до момента падения нагрузки до 5 кВт, затем – 20 мм

Как правильно подобрать диаметр трубы для отопления дома?

  • длину трубы
  • потери тепла в здании
  • мощность элементов
  • какая будет разводка труб (естественная, принудительная, однотрубная или двухтрубная циркуляция)
  • металлопластиковые и трубы из стали маркируются по размеру внутреннего диаметра, тут проблем нет
  • а вот полипропиленовые и медные — по наружному диаметру. Итак, нам нужно или измерять внутренний диаметр самостоятельно с помощью штангенциркуля, или – от наружного диаметра трубы для отопления дома вычесть толщину стенок

Не забывайте об этом, потому как нам нужен именно «внутренний диаметр трубы для отопления дома» чтобы все рассчитать верно.

Расчет диаметра труб для отопления: проще, чем кажется

При монтаже обогревательной системы дома предельно важен расчет диаметра труб для отопления. Он поможет избежать излишних потерь тепла и затрат энергии.

Помимо этого, диаметр трубы определяет их габариты, которые следует учитывать при планировании дизайна помещений.

Расчет диаметра труб для отопления

О гидравлическом расчете для отопительных труб

Материал труб имеет большое значение при расчете их нужного диаметра

Чтобы произвести расчет диаметра труб отопления для дома либо квартиры, необходимо знать их основные параметры, это:

  • материал, из которого они сделаны (например, медные трубы для отопления);
  • внутренний диаметр самих труб;
  • аналогичный параметр фитингов и фасонных деталей;
  • номинальная величина диаметра внутреннего;
  • толщина стенок у труб.

Следует помнить, что неправильный выбор диаметра для труб и необоснованное его увеличение, с целью сделать площадь тепловой отдачи большей, обязательно приведет к падению давления в системе и тепловым потерям.

Поэтому и необходим гидравлический расчет двухтрубной системы отопления, предназначенный для подбора таких значений диаметра всех участков трубопровода, при которых в каждом из циркуляционных колец давление, перемещающее расчетное количество теплоносителя (в единицу времени), будет превышать на 10 процентов потери давления, вследствие гидравлического сопротивления.

Читать еще:  Скрытые менсолодержатели

Потери давления в контурах циркуляции делятся на потери, которые возникают от трения, а также потери, вследствие местных сопротивлений.

Формула определения диаметра трубопровода

Профессиональный расчет диаметров труб отопления достаточно сложен и доступен только специалистам-теплотехникам, поэтому расскажем об его упрощенной схеме.

При таком вычислении, формула для определения размеров отопительных труб такова:

Где буквы означают:

  • D — диаметр труб, в сантиметрах;
  • Q — нагрузка на этот участок системы, в киловаттах;
  • ∆t — разница температур на подаче и обратке, в градусах Цельсия;
  • V – скорость, которую имеет теплоноситель, в метрах в секунду.

Следует отметить, что на подаче стандартная температура воды не должна быть менее 90º, на обратке теплоноситель остывает до 65/70º. Значит, значение ∆t – это 20º.

Далее разберем остальные составляющие формулы.

Расчет нагрузки, то есть нужной тепловой мощности системы

Чтобы определить минимально необходимую мощность отопительной системы, можете использовать такую упрощенную формулу: Qт = V∙∆t∙K:860

  • Где символы означают:
    Qт – нужная тепловая мощность, в киловаттах в час;
  • V — объем обогреваемой комнаты (высота∙длина∙ширина), в кубических метрах;
  • ∆t- разница меж температурой наружного воздуха и нужной температурой в помещении, в градусах Цельсия;
  • К — коэффициент теплопотерь здания;
  • 860 значит перевод в кВт/час.

Коэффициент теплопотерь здания зависит от его типа, а также теплоизоляции помещений.

Когда производится расчет труб отопления, можно воспользоваться такими упрощенными значениями для различных видов построек:

  • К, равный 3/4 – постройка, не имеющая теплоизоляции (упрощенная конструкция из дерева либо гофрированных металлических листов);
  • К, соответствующий 2/2.9 – небольшая степень теплоизоляции (конструкция строения упрощенная, например — одинарная кладка из кирпича, простая конструкция кровли и окон);
  • К равен 1/1.9 – средний уровень теплоизоляции (конструкция здания стандартная, например — двойная кладка из кирпича, небольшое количество окон, стандартная кровля);
  • К, равный 0.6/0.9 – высокая степень теплоизоляции (конструкция строения улучшенная, кирпичные стены имеют двойную теплоизоляцию, небольшое количество окон, имеющих двойные рамы, основание полов утеплено, крыша оснащена качественной теплоизоляцией).

Когда осуществляется расчет диаметра трубы для отопления, разница меж наружной температурой воздуха и нужной вам температурой в помещениях, высчитывается, исходя из климата в вашей местности и той степени комфорта, которую вы планируете получать от системы отопления.

Для примера возьмем помещение с высотой потолков в 3 м, длиной 5 м и шириной 3 м. Следовательно, объем комнаты равен 3∙5∙3=45 м³.

Средняя зимняя температура в Подмосковье, согласно специальным таблицам равна -28º. Ею и будем оперировать. Согласимся с тем, что температура +20º в комнатах достаточно комфортна. Следовательно, значение ∆t: 28+20=48º.

Значение К примем за 0.9.

Подставляем все величины в нашу формулу: Qт=45∙48∙0.9:860. Произведя вычисления, получим необходимую мощность отопительной системы в данном помещении: 2.26 кВТ/час.

Скорость теплоносителя

Минимальный уровень скорости, которую должен иметь теплоноситель, составляет, 0.2/0.25 м/сек.

Если скорость меньше, то начинает происходить выделение воздуха из теплоносителя, а это приведет к образованию в системе воздушных пробок.

Следствием этого может стать частичная либо полная потеря работоспособности отопления.

Верхний уровень скорости теплоносителя может составлять 0.6/1.5м/сек. Если соблюдать верхний порог скорости, это дает возможность избежать образования гидравлических шумов в системе. 1.5м/сек. и примем за искомую величину.

Теперь, зная все нужные нам значения, подставляем их в конечную формулу: D = √354∙(0.86∙2.26:20):1.5. В итоге наших вычислений получаем примерную цифру внутреннего диаметра труб в 12 мм.

Таблица для определения внутреннего диаметра труб.

Пример таблицы для определения диаметра труб отопления

Конечно, планируя систему отопления — расчет диаметра труб лучше всего осуществлять, пользуясь специальной таблицей, так как все цифры и формулы вы не будете в состоянии запомнить. Таблица четко указывает параметры, которые имеет тот или иной теплоноситель, учитывает конкретные схемы разводки трубопровода, технические характеристики обогревательных приборов и пр.

Поэтому пользоваться таблицей нужно обязательно, производя расчет трубы + диаметра для отопления, потому как каждая из конкретных отопительных систем (см. подробнее полипропиленовые трубы для отопления, схемы отопления из полипропиленовых труб) обладает своей привязкой к приборам и работает на конкретном теплоносителе – воде, масле, антифризе. Помимо этого, таблица и учитывает и тип циркуляции: искусственная она или естественная.

Как сделать расчет диаметра трубы для отопления – примеры для разных систем

Для систем с принудительной циркуляцией огромное значение имеет правильно подобранный трубопровод. Если в расчете диаметра труб для отопления будут допущены ошибки, это скажется на эффективности обогрева дома.

Что для этого нужно

Чтобы рассчитать диаметр трубы, как правило, в учет берут следующие факторы:

  1. Суммарные теплопотери жилища.
  2. Какой мощностью обладают обогревающие радиаторы отдельно в каждом помещении.
  3. Общая длинна труб контура.
  4. Каким образом разведена система.

Для возможности рассчитать диаметр труб необходимо заранее определить общие потери тепла, мощность котельного оборудования и батарей для каждого помещения. Немалое значение имеет также то, какой способ будет выбран для разводки труб. Имея на руках все эти параметры, составляется схема будущего расчета.

Важно также помнить о некоторой специфике маркировки различных труб. Так, на полипропиленовых трубах для отопления частного дома диаметр указывается наружный (то же самое касается изделий из меди). Для вычисления внутреннего параметра отнимают от этого показателя толщину стенок. Стальные и металлопластиковые трубы маркируются внутренним сечением.

Выбор подходящего диаметра труб для отопления

Провести точный расчет сечения трубопровода практически невозможно. Для этих целей применяется несколько способов, при приблизительной идентичности конечного результата. Как известно, главной задачей системы является доставка на батареи необходимого объема тепла, чтобы добиться максимальной равномерности нагрева отопительного прибора.

В принудительных контурах для этих целей задействуется трубопровод, теплоноситель и циркуляционный насос. С помощью этого набора приспособлений необходимо за фиксированное время подать нужную порцию теплоносителя. Существует два способа реализации этой задачи – использование труб меньшего диаметра в комбинации с большей скоростью движения воды, или применение системы с большим сечением, в которой интенсивность движения будет меньшей.

Причины популярности первого варианта:

  1. Меньшая цена на более тонкие трубы.
  2. Большая простота монтажа.
  3. На открытых участках такие системы менее заметны. Если же их помещать в пол или стены, посадочные места под укладку требуется меньшие.
  4. В узких трубопроводах находятся меньше жидкости. Это приводит к снижению инерционности системы и к экономии топлива.

Благодаря набору типовых диаметров и фиксированному количеству транспортируемого по ним тепла, отпадает необходимость проведения однотипных расчетов. Для этих целей были составлены специальные таблицы: они позволяют, имея на руках данные о нужном количестве тепла, скорости подачи воды и рабочей температуре нагрева контура, рассчитать нужные размеры. Чтобы определиться, какие диаметры труб бывают для отопления, необходимо отыскать нужную таблицу.

Для расчета диаметра отопительных труб применяется следующая формула: D = √354х(0.86х Q/∆t)/V, где D — искомый диаметр трубопровода (мм), ∆t° — дельта температур (разница подачи и обратки), Q — нагрузка на данный участок системы, кВт — определенное количество тепла, необходимое на обогрев помещения, V — скорость теплоносителя (м/с).

Автономные системы обычно обладают скоростью движения теплоносителя на уровне 0,2 — 1,5 м/с. Как показывает практический опыт, наиболее оптимальной скоростью в таких случаях является 0,3 м/с — 0,7 м/с. При уменьшении этого показателя возникает реальная угроза появления воздушных пробок, при увеличении – теплоноситель при движении начинает сильно шуметь.

Для подбора оптимального значения и существуют таблицы. Они содержат данные для труб из разного материала – металла, полипропилена, металлопластика, меди. При определении диаметра труб отопления, как правило, упор делался на стандартные рабочие режимы с высокими и средними температурами. Понять суть процедуры помогут некоторые примеры.

Расчет двухтрубных систем

Речь пойдет о двухэтажном доме с двухтрубной системой отопления по два крыла на каждом этаже. Для обустройства системы применяются полипропиленовые трубы. Режим работы — 80/60, дельта температур – 20 градусов. Уровень теплопотерь — 38 кВт тепловой энергии (первый этаж — 20 кВт, второй — 18 кВт).

  1. Для начала нужно определиться с тем, какой трубой оформить участок между котлом и первым разветвлением. Здесь транспортируется весь объем теплоносителя, передающий тепло в 38 кВт. Справочные данные указывают на два подходящих параметра – 40 и 50 мм. Выгоднее остановиться на меньшем диаметре 40 мм.
  2. В месте разделения потока 20 кВт направляется на первый этаж, а 18 кВт – на второй. Согласно справочнику проводится определение сечения. В этом случае для каждого направления оптимальным диаметром является 32 мм.
  3. В свою очередь, каждый контур включает в себя по две линии с равноценной нагрузкой. На первом этаже в обе стороны расходится по 10 кВт (20 кВт/2=10 кВт), на втором — по 9 кВт (18 кВт/2) = 9 кВт). Подходящими значениями для этих веток будет 25 мм. Данный параметр разумнее использовать до момента снижения нагрузки до 5 кВт. После этого переходят на диаметр 20 мм. Первый этаж переводится на 20 мм сразу за вторым радиатором. Второй этаж обычно переходит после третьего прибора. Как показывает практика, этот переход лучше всего осуществлять при нагрузке 3 кВт.

Таким образом проводится расчет диаметра полипропиленовых труб для двухтрубной системы. Определять размеры обратной трубы нет смысла: они берутся такие же, как и для подачи. Эта процедура несложная: главное – иметь всех исходные данные. Если для организации системы предполагается применение труб другого типа, использовать нужно данные под конкретный материал изготовления. Расчет диаметра труб отопление с естественной циркуляцией несколько отличается.

Расчет однотрубной системы принудительного типа

Принцип применяется такой же, как и в предыдущем случае, однако алгоритм действий меняется. Для примера можно взять расчет внутреннего диаметра простой однотрубной системы отопления в одноэтажном доме. В контуре есть шесть радиаторов с последовательным подключением.

Порядок расчета диаметра трубопровода отопления по тепловой мощности:

  1. Котел передает в начало системы 15 кВт тепла. Согласно справочным данным, этот участок можно оснастить трубами 25 мм и 20 мм. Как и в первом примере, лучше выбрать 20 мм.
  2. Внутри первой батареи происходит снижение тепловой нагрузки до 12 кВт. Это никак не влияет на сечение выходящей трубы: оно остается в том же значении 20 мм.
  3. Третий радиатор уменьшает нагрузку до 10,5 кВт. При этом сечение остается прежним — все те же 20 мм.
  4. Переход на меньший диаметр 15 мм происходит после четвертой батареи, так как нагрузка уменьшается до 8,5 кВт.
  5. К пятому прибору теплоноситель транспортируется по трубе 15 мм, а после него происходит переход на 12 мм.

На первый взгляд может показаться, что расчет диаметров труб для системы отопления происходит легко и просто. Действительно, когда для организации контура используются полипропиленовые или металлопластиковые изделия, сложностей обычно не возникает. Это объясняется их небольшой теплопроводностью и маленькими утечками тепла сквозь стенки (их можно не учитывать). Совершенно по-другому обстоит дело с металлическими изделиями. Если стальной, медный или нержавеющий трубопровод имеет приличную длину, через его поверхность будет утекать достаточно много тепловой энергии.

Читать еще:  Освещение участка своими руками; интересные идеи как эффективно и красиво осветить ваш сад своими руками

Как рассчитать металлические трубы

Крупные системы отопления, обустроенные при помощи металлических труб, требуют учета теплопотерь через стенки. Хотя в среднем эти показатели достаточно низкие, однако на очень длинных ветках суммарное значение потерянной энергии достаточно высокое. Нередко из-за этого последние батареи в отопительном контуре нагреваются недостаточно хорошо. Причина здесь одна – был неправильно выбран диаметр труб.

Примером послужит определение потерь стальной трубы 40 мм, при толщине стенок 1,4 мм. Для расчета используется формула q = kх3.14х(tв-tп), где q — тепловые потери метра трубы, k -линейный коэффициент теплопередачи (в этом случае он соответствует 0,272 Вт*м/с), tв — температура воды внутри (+80 градусов), tп — температура воздуха в комнате (+22 градуса).

Для получения результата необходимо подставить в формулу нужные значения:

q = 0,272х3,15х(80-22) = 49 Вт/с

Вырисовывается такая картина, что каждый метр трубы теряет тепло в количестве почти 50 Вт. На очень длинных трубопроводах суммарные потери могут быть просто катастрофическими. При этом объемы утечек напрямую зависят от сечения контура. Для учета подобных потерь к показателю снижения тепловой нагрузки на батарее необходимо добавить схожий показатель на трубопроводе. Определение оптимального диаметра трубопровода проводится с учетом суммарного значения утечек.

Обычно в автономных системах обогрева данные показатели не являются критичными. К тому же, во время процедуры по определению теплопотерь и мощности котлов, полученные данные обычно округляют в сторону увеличения. Благодаря этому создается страховочный запас, освобождающий от проведения сложных вычислений.

Поиск соответствующих данных

Что касается поиска оптимальных справочных данных, то почти все сайты производителей комплектующих отопительных систем предоставляют эту информацию. В тех случаях, когда подходящие значения не были найдены, существует специальная система подбора диаметров. Эта методика основана на вычислениях, а не на усредненных закономерностях, построенных на обработке данных об огромном количестве отопительных систем. Расчет теплоносителя по сечению трубы разработан сантехниками с практическим опытом проведения монтажных работ, и применяется для обустройства небольших контуров внутри жилищ.

В подавляющем большинстве случаев отопительные котлы оснащаются двумя размерами подающих и обратных патрубков: ¾ и ½ дюйма. Этот размер принимается за основу для выполнения разводки до первого разветвления. В дальнейшем каждое новое разветвление служит поводом для уменьшения диаметра на одну позицию. Этот метод позволяет провести расчет сечения труб в квартире. Речь идет о небольших системах в 3-8 радиаторов. Обычно такие схемы состоят из двух-трех линий с 1-2 батареями. Подобным образом можно рассчитывать и небольшие частные коттеджи. При наличии двух и более этажей приходится использовать справочные данные.

Метод приравнивания

Хотя трубы из разных материалов маркируются разными значениями (внутренними или внешними), в некоторых случаях допускается их приравнивание. Это касается ситуаций, когда не удается найти данные о конкретной трубе: в такой ситуации можно использовать информацию по аналогичному сечению изделия из другого материала.

Допустим, требуется рассчитать, какой диаметр металлопластиковой трубы нужен для отопления, а нужные сведения по этому материалу найдены не были. В качестве альтернативы используется таблица скорости теплоносителя в системе отопления для полипропиленовых изделий. Используя соответствующие размеры, производят подбор соответствующих параметров для металлопластиковой трубы. Без неточностей в таком случае обойтись не удается, однако в контурах принудительного типа они не являются критичными.

Вывод

Используя для организации отопления своего дома не очень сложную и разветвленную схему, расчет оптимального диаметра трубопровода может быть реализован своими силами. Чтобы это сделать, необходимо вооружиться информацией о теплопотерях жилища и мощности каждой батареи. Далее при помощи специальных таблиц и справочников подбирают оптимальное значение сечения труб, которое сможет обеспечить транспортировку нужного объема тепловой энергии в каждую из комнат.

Если применяются сложные схемы со множеством элементов, то для их расчета желательно пригласить профессионального сантехника. При наличии уверенности в собственных силах рекомендуется все же проконсультироваться со специалистом. Бывают случаи, когда по причине допущенных ошибок приходится заниматься дорогостоящей реконструкцией всего контура.

Расчет труб отопления в частном доме по мощности

Расчет труб отопления и системы в целом заключается в определении тепловой мощности, выборе диаметров всех трубных элементов (гидравлический расчет), определении размеров отопительных приборов (тепловой расчет) и подборе оборудования.

При разработке системы отопления в первую очередь необходимо составить схему на основе плана дома. На схеме прорисовываются:

  • Расположение котлов (или иных теплогенераторов).
  • Циркуляционных насосов.
  • Места прохождения теплопроводов.
  • Места установки отопительных предметов.

Отталкиваясь от схемы и просчитав тепловую мощность системы, можно более детально рассчитать диаметр труб отопления.

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.

Рассмотрим в качестве примера дом площадью 120 м². В данном случае мощность котла должна составлять: 100 Вт × 120 + 15 % = 13800 Вт = 13,8 кВт. Если котел (двухконтурный) будет использоваться и для горячего водоснабжения, то его требуемая мощность должно быть увеличена соразмерно предполагаемому расходу подогретой воды.

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.

Важно учитывать наличие в ограждающих конструкциях теплоизолирующего слоя, его состав и толщину.

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

Qт(кВт×ч) = V × ΔT × K ⁄ 860, где:

— 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:

KТип конструкции
3 — 4Дом без теплоизоляции — упрощенная конструкция или конструкция из гофрированного металлического листа.
2 — 2,9Дом с низкой теплоизоляцией — упрощенная конструкция здания, одинарная кирпичная кладка, упрощенная конструкция окон и крыши.
1 — 1,9Средняя теплоизоляция — стандартная конструкция, двойная кирпичная кладка, небольшое число окон, крыша со стандартной кровлей.
0,6 — 0,9Высокая теплоизоляция — улучшенная конструкция, кирпичные стены с теплоизоляцией, небольшое число окон, утепленный пол, кровельный пирог с высококачественной теплоизоляцией.

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.

Расчет диаметра труб отопления

Определившись с количеством радиаторов и их тепловой мощностью, можно переходить к подбору размеров подводящих труб.

Прежде чем переходить к расчету диаметра труб, стоит затронуть тему выбора нужного материала. В системах с высоким давлением придется отказаться от применения пластиковых труб. Для систем отопления с максимальной температурой выше 90 °C предпочтительнее стальная или медная труба. Для систем с температурой теплоносителя ниже 80 °C можно выбрать металлопластиковую или полимерную трубу.

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:

D = √(354 × (0,86 × Q ⁄ Δt°) ⁄ V), где:

D — диаметр трубопровода, мм.

Q — нагрузка на данный участок трубопровода, кВт.

Δt° — разница температур подачи и обратки, °C.

V — скорость теплоносителя, м⁄с.

Разница температур (Δt°) десятисекционного радиатора отопления между подачей и обраткой в зависимости от скорости потока обычно варьирует в пределах 10 — 20 °C.

Минимальным значением скорости теплоносителя (V) рекомендуется считать 0,2 — 0,25 м⁄с. На меньших скоростях начинается процесс выделения избыточного воздуха, содержащегося в теплоносителе. Верхний порог скорости теплоносителя 0,6 — 1,5 м⁄с. Такие скорости позволяют избежать возникновения гидравлических шумов в трубопроводах. Оптимальным значением скорости движения теплоносителя считается диапазон 0,3 — 0,7 м⁄с.

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

Исходные данные:

  • 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.

Решение:

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)):

Расчет диаметра трубы для отопления частного дома или квартиры + онлайн калькулятор

Перед расчётом онлайн калькулятором диаметра трубы отопления для закрытой системы с принудительным движением теплоносителя необходимо определить тепловую мощность системы отопления. То есть количества тепла, потребного для нормального жизнеобеспечения отапливаемых помещений.

Читать еще:  7 лучших электрических краскопультов

Искомая тепловая мощность (кВт/ч) зависит от следующих факторов:
1. объёма отапливаемых помещений,определяемых как произведение их суммарной площади в квадратных метрах (м2) и высоты потолков (2.5 – 3м);
2. Учитываемой разницы температур на улице и в помещении (С) (-30 и 20);
3. Расчетного коэффициента тепловых потерь дома (зависит от теплоизоляции).

  1. Введите данные в онлайн калькулятор для расчёта
  2. Как произвести расчет без калькулятора
  3. Общие данные
  4. Влияние диаметра трубы на функциональность отопления
  5. Некоторые нюансы, определяющие выбор
  6. Как рассчитать оптимальный размер без калькулятора?
  7. Расчет мощности отопления без калькулятора
  8. Рассчитываем самостоятельно с использованием формул и коэффициентов

Введите данные в онлайн калькулятор для расчёта

ПРИМЕЧАНИЕ.1 – Кладка в один кирпич и много окон. 2 – Стандартная кирпичная постройка без утепления. 3 – Кирпичная постройка, двустороннее утепление, установка современных окон (стекло пакетов) и дверей.

Перед использованием калькулятора прочтите инструкцию.

Рассчитанную тепловую мощность рекомендуется увеличить на 20% для покрытия неучтенных обстоятельств, что и предусмотрено в предлагаемом расчёте. Для того, чтобы система водяного отопления правильно функционировала, необходимо обеспечить нужную скорость теплоносителя в системе.

  • Скорости продвижения воды в трубопроводах рекомендуется в пределах от 0,3 до 1.5 м/сек;
  • при скорости меньшей 0.3 м/сек в системе могут появляться воздушные пробки;
  • при скорости большей 1.5 м/сек – гидравлические шумы. Таким образом,оптимальная скорость продвижения воды в трубопроводах находится в пределах от 0,4 до 1 м/с.

Для определения диаметра системы отопления онлайн калькулятором необходим также задать разницу температуры воды на подаче и обратке в градусах°С. Рассчитывать потери давления в трубопроводе необходимы для правильного подбора напорного насоса в системах с принудительным движением теплоносителя.

Для расчёта потерь давления кроме диаметра и длины трубопровода в нашем онлайн калькуляторе, необходимо также задать материал труб, эквивалентная шероховатость которых определяет затраты на преодоление трения жидкости о стенки труб; полученный результат умножается на коэффициент 1.2 для учета гидравлического сопротивления отводов, поворотов, кранов и других элементов трубопровода.

Как произвести расчет без калькулятора

Зимой не очень приятно находиться и засыпать в холодной комнате, а тепло создает нормальные условия для жизни и благотворно отразится на здоровье.

Перед началом монтажа отопительной системы необходимо провести расчет диаметра трубы для отопления. Если этот расчет будет сделан правильно, то при минимальных энергетических затратах производительность будет высокой.

При ошибочном действии пострадает не только гидродинамика сооружения, но также может прорвать весь трубопровод и вся работа даст сбой.

Чтобы такого не случилось, стоит грамотно и качественно провести все пункты от первого до последнего и выбрать оптимальный диаметр (символьное обозначение ∅) труб. Чаще всего используются системы с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Общие данные

Сегодня есть несколько вариантов отопительных систем, но водяное отопление уже не один десяток лет является самым популярным методом.

Особенно эффективным считается вариант, в котором происходит принудительная циркуляция теплоносителя. При ее выборе можно с уверенностью говорить о качестве обогрева помещения даже большого метража.

Перед проектированием отопительной системы стоит определиться с материалом, из которого будут изготовлены трубы и составляющие элементы.

На сегодняшний день широкое применение нашли: стальные, полипропиленовые, металлопластиковые и медные изделия.

Правильно рассчитанный диаметр влияет на оптимальную длину трубопровода, количество возможных к подключению радиаторов и прогноз тепловых потерь во время роботы.

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.

При выборе труб из определенного материала учитывайте его физические и химические свойства, а также запланированную длину трубопровода. Правильный подход позволит повысить КПД отопления при минимальных тратах энергии.

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.

Например, размер труб для отопления с принудительной циркуляцией будет одним, а с естественной циркуляцией совсем другим.

Некоторые нюансы, определяющие выбор

  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
[sociallocker]


[/sociallocker]

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

Чем меньше будет ∅ отопления, тем меньшее количество воды нужно подогревать, что позволит сэкономить энергию и время, что тратится на подогрев воды.

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.

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.

Чтобы правильно определить разницу температур берется среднее значение температуры на улице в зимнее время года и температуру внутри помещения, которая не должна быть ниже, чем это установлено по санитарным нормам.

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.

Рассчитываем самостоятельно с использованием формул и коэффициентов

Смотреть видео
[sociallocker]


[/sociallocker]

Чтобы понять суть работы и выбора подходящего диаметра трубы. Составим расчет для помещения в 20 «квадратов».

  • Первый этап. Выясняем, сколько тепловой мощности потребуется, чтобы нагреть комнату такого объема, если известно, что на каждые 10 «квадратов» площади потребуется киловатт. Этот показатель относится к утепленному помещению, если его потолки по плану не выше 3 метров. В нашем конкретном случае помещение в два раза больше от указанного стандарта, то есть потребуется использовать 2 киловатта тепловой мощности.
  • Второй этап. К полученной мощности нужно добавить еще 20% в качестве запаса, что в итоге составит 2,4 киловатта. Чтобы обеспечить качественные условия проживания в вышеуказанной квартире понадобится использовать отопление мощностью в 2,4 киловатта. Вообще в пособиях по расчету диаметра труб отопления представлены таблицы, по которым можно подобрать нужный.
  • Третий этап. Если в помещении есть окна нужно приобрести столько же радиаторов под каждое окно соответственно. Если у нас, к примеру, два окна, то необходимо приобрести пару батарей мощностью по 1,2 киловатта каждая. Размещение радиаторов не имеет значения. Можно их устанавливать в любом месте, предусмотренном по дизайну. При этом запомните, что увеличить мощность радиаторов отопления можно, а вот уменьшать ее не желательно.
  • Четвертый этап. Используя таблицу внутренних ∅ труб, выискиваем мощность 2,4 киловатта или 2400 ватт и отмечаем самое высокое значение теплового потока. В той зоне, которая окрашена голубым, отмечена самая оптимально-возможная скорость проводника. Нужно посмотреть, что значения могут быть представлены для двухтрубной системы отопления, где учитывается разница температуры проводника на входе в трубу и при выходе.

Работая с таблицей, для нашего примера были получены следующие значения.

Для прогрева комнаты в 20 «квадратов» достаточно будет 8 миллиметровых труб при скорости движения воды в них 0,6 м/с с расходом в 105кг/ч и тепловой мощностью в 2,45 киловатт.

Возможно использование 10 миллиметровых образцов, но тогда увеличится скорость на 0,1 м/с, расход на 5 кг/ч и тепловой поток на 0,05 киловатт.

В итоге можно сказать, что проектирование обычной отопительной системы или с принудительной циркуляцией теплоносителя и расчет диаметра трубы для отопления нужно проводить со всей ответственностью.

Если допустить ошибки на самом начальном этапе, то их уже исправить после установки отопления будет очень сложно. Придется полностью снимать трубопровод переделывать его и заново устанавливать.

Чтобы не допустить доработок в таком объеме и дополнительных финансовых растрат нужно серьезно подойти к каждому этапу работы начиная с расчетов и проектирования отопительной системы.

В статье описаны способы для определения диаметры отопительной системы с помощью онлайн калькулятора и с помощью формул и коэффициентов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector