Діаметр труб системи опалення: розрахунок, формула, підбір

1. Як вибрати діаметр труби опалення
2. Розрахунок для двотрубної системи
3. Визначення діаметра труб для однотрубної системи з примусовою циркуляцією
4. Особливості розрахунку перетину металевих труб
5. Підбір діаметру труби для опалення
6. підсумки

У статті розглянемо системи з примусовою циркуляцією. У них рух теплоносія забезпечується постійно працюють циркуляційним насосом. При виборі діаметра труб для опалення виходять з того, що основне їх завдання - забезпечити доставку необхідної кількості тепла до нагрівальних приладів - радіаторів або регістрів. Для розрахунку потрібні будуть наступні дані:

• Загальні тепловтрати будинку або квартири.
• Потужність опалювальних приладів (радіаторів) в кожній кімнаті.
• Протяжність трубопроводу.
• Спосіб розведення системи (однотрубна, двухтрубная, з примусовою або природною циркуляцією).

Тобто, перед тим як приступати до розрахунку діаметрів труб, ви попередньо вважаєте загальні втрати тепла, визначаєте потужність котла і розраховуєте потужність радіаторів для кожної кімнати . Потрібно буде також визначитися зі способом розведення. За цими даними складаєте схему і потім тільки приступаєте до розрахунку.

Щоб визначити діаметр труб для опалення вам знадобиться схема з розставленими значеннями теплового навантаження на кожному елементі

На що ще потрібно звернути увагу. На те, що маркуються у поліпропіленових і мідних труб зовнішній діаметр, а внутрішній обчислюється (відбираєте товщину стінки). У сталевих і металопластикових при маркуванні проставляється внутрішній розмір. Так що не забувайте цю «дрібницю».

Як вибрати діаметр труби опалення

Точно розрахувати, якого перетину труби вам потрібні, не вийде. Доведеться вибирати з декількох варіантів. А все тому, що домогтися однакового ефекту можна різними способами.

Пояснимо. Нам важливо доставити до радіаторів потрібну кількість тепла і домогтися при цьому рівномірного нагрівання радіаторів. У системах з примусовою циркуляцією робимо ми це за допомогою труб, теплоносія і насоса. В принципі все, що нам потрібно, - це за певний проміжок часу «прогнати» певну кількість теплоносія. Тут є два варіанти: поставити труби меншого діаметру і подавати теплоносій з більшою швидкістю, або зробити систему більшого перетину, але з меншою інтенсивністю руху. Зазвичай вибирають перший варіант. І ось чому:

• вартість виробів меншого діаметра нижче;
• з ними працювати легше;
• при відкритому прокладанні вони не так приваблюють уваги, а при укладанні в підлогу або стіни потрібно менші за розмірами штроби;
• при невеликому діаметрі в системі знаходиться менше теплоносія, що знижує її інерційність і веде до економії палива.

  Розрахунок діаметра мідних труб опалення в залежності від потужності радіаторів

Так як є певний набір діаметрів і певну кількість тепла, яке по ним потрібно доставити, кожен раз вважати одне і те ж - нерозумно. Тому були розроблені спеціальні таблиці, за якими в залежності від необхідної кількості тепла, швидкості руху теплоносія і температурних показників роботи системи, визначається можливий розмір. Тобто для визначення перетину труб в системі опалення знаходите потрібну таблицю і по ній підбираєте відповідне перетин.

Розрахунок діаметра труб для опалення проводився за такою формулою (при бажанні можете порахувати). Потім розраховані значення записувалися в таблицю.

Формула розрахунку діаметра труби опалення

де:

D - шуканий діаметр трубопроводу, мм
Δt ° - дельта температур (різниця подачі і обратки), ° С
Q - навантаження на цю ділянку системи, кВт - певне нами кількість тепла, необхідне на обігрів приміщення
V - швидкість теплоносія, м / с - вибирається з певного діапазону.

У системах індивідуального опалення швидкість руху теплоносія може бути від 0,2 м / с до 1,5 м / с. З досвіду експлуатації відомо, що оптимальна швидкість знаходиться в межах 0,3 м / с - 0,7 м / с. Якщо теплоносій рухається повільніше, виникають повітряні пробки, якщо швидше - сильно зростає рівень шумів. Оптимальний діапазон швидкостей і вибирають в таблиці. Таблиці розроблені для різних видів труб: металевих, поліпропіленових, металопластикових, мідних. Розраховані значення для стандартних режимів роботи: з високими і середніми температурами. Щоб процес підбору був більш зрозумілий, розберемо конкретні приклади.

Розрахунок для двотрубної системи

Є двоповерховий будинок з двухтрубной системою опалення по два крила на кожному поверсі. Використовуватися будуть поліпропіленові вироби, режим роботи 80/60 з дельтою температур 20 ° C. Тепловтрати будинку складають 38 кВт теплової енергії. На перший поверх припадає 20 кВт, на другий 18 кВт. Схема наведена нижче.

Двотрубна схема опалення двоповерхового будинку. Праве крило (клікніть для збільшення розміру)

Двотрубна схема опалення двоповерхового будинку. Ліве крило (клікніть для збільшення розміру)

Справа розміщено таблицю, по якій визначати будемо діаметр. Рожева область - зона оптимальної швидкості руху теплоносія.

Таблиця для розрахунку діаметра поліпропіленових труб опалення. Режим роботи 80/60 з дельтою температур 20оС (клікніть для збільшення розміру)

Починаємо розрахунок.

1. Визначаємо, яку трубу потрібно використовувати на ділянці від котла до першого розгалуження. Через цю ділянку проходить весь теплоносій, тому проходить весь обсяг тепла в 38 кВт. У таблиці знаходимо відповідний рядок, по ній доходимо до тонированной рожевим кольором зони і піднімаємося вгору. Бачимо, що підходять два діаметра: 40 мм, 50 мм. Вибираємо зі зрозумілих міркувань менший - 40 мм.
2. Знову звернемося до схеми. Там де потік розділяється 20 кВт йде на 1-й поверх, 18 кВт відправляється на 2-ий поверх. У таблиці знаходимо відповідні рядки, визначаємо перетин труб. Виходить, що обидві гілки розводимо діаметром 32 мм.
3. Кожен з контурів розділяється на дві гілки з рівною навантаженням. На першому поверсі вправо і вліво йде по 10 кВт (20 кВт / 2 = 10 кВт), на другому по 9 кВт (18 кВт / 2) = 9 кВт). По таблиці знаходимо відповідні значення для цих ділянок: 25 мм. Цей розмір використовується і далі до того моменту, поки теплове навантаження не знизиться до 5 кВт (по таблиці видно). Далі йде вже перетин 20 мм. На першому поверсі на 20 мм переходимо після другого радіатора (дивіться по навантаженню), на другому - після третього. У цьому пункті є одна поправка, внесена накопиченим досвідом - краще переходити на 20 мм при навантаженні 3 кВт.

Усе. діаметри поліпропіленових труб для двотрубної системи розраховані. Для обратки розтин не розраховується, а розводка робляться такими ж трубами, як і подача. Методика, сподіваємося, зрозуміла. Аналогічний розрахунок при наявності всіх вихідних даних провести буде нескладно. Якщо вирішите використовувати інші труби - вам знадобляться інші таблиці, розраховані для потрібного вам матеріалу. Можете попрактикуватися на цій системі, але вже для режиму середніх температур 75/60 ​​і дельтою 15 ° C (таблиця розташована нижче).

Таблиця для розрахунку діаметра поліпропіленових труб опалення. Режим роботи 75/60 ​​і дельта 15 ° C (клікніть для збільшення розміру)

Визначення діаметра труб для однотрубної системи з примусовою циркуляцією

Принцип залишається тим же, змінюється методика. Давайте використаємо іншу таблицю для визначення діаметра труб з іншим принципом занесення даних. У ній оптимальна зона швидкостей руху теплоносія забарвлена ​​в блакитний колір, значення потужностей знаходяться не в колонці збоку, а внесені в поле. Тому сам процес трохи інший.

Таблиця для розрахунку діаметра труб опалення

З цієї таблиці розрахуємо внутрішній діаметр труб для простої однотрубної схеми опалення на один поверх і шість радіаторів, підключених послідовно. Починаємо розрахунок:

1. На вхід системи від котла подається 15 кВт. Знаходимо в зоні оптимальних швидкостей (блакитний) значення близькі до 15 кВт. Їх два: в рядку розміром 25 мм і 20 мм. Зі зрозумілих причин, вибираємо 20 мм.
2. На першому радіаторі теплове навантаження знижується до 12 кВт. Знаходимо це значення в таблиці. Виходить, що від нього йде далі такого ж розміру - 20 мм.
3. На третьому радіаторі навантаження вже 10,5 кВт. Визначаємо перетин - все ті ж 20 мм.
4. На четвертий радіатор, судячи з таблиці, йде вже 15 мм: 10,5 кВт-2 кВт = 8,5 кВт.
5. На п'ятий йде ще 15мм, а після нього вже можна ставити 12 мм.

   Схема однотрубної системи на шість радіаторів

Ще раз зверніть увагу, що в розташованій вище таблиці визначаються внутрішні діаметри. За ним потім можна знайти маркування труб з потрібного матеріалу.

Здається, проблем з тим, як розрахувати діаметр труби опалення, бути не повинно. Все досить зрозуміло. Але це справедливо для поліпропіленових і металопластикових виробів - у них теплопровідність невисока і втрати через стінки незначні, тому при розрахунку їх до уваги не беруть. Інша справа - метали - сталь, нержавіюча сталь і алюміній. Якщо протяжність трубопроводу значна, то і втрати через їх поверхню будуть значними.

Особливості розрахунку перетину металевих труб

Для великих опалювальних систем з трубами з металів необхідно враховувати втрати тепла через стінки. Втрати не так і великі, але при великій протяжності можуть привести до того, що на останніх радіаторах температура буде дуже низькою через неправильне вибору діаметра.

Розрахуємо втрати для сталевої труби 40 мм з товщиною стінки 1,4 мм. Втрати розраховуються за формулою:

q = k * 3.14 * (t в-tп)

де:

q - теплові втрати метра труби,

k - лінійний коефіцієнт теплопередачі (для даної труби він становить 0,272 Вт * м / с);

tв - температура води в трубі - 80 ° С;

tп - температура повітря в приміщенні - 22 ° С.

Підставивши значення отримуємо:

q = 0,272 * 3,15 * (80-22) = 49 Вт / с

Виходить, що на кожному метрі втрачається майже 50 Вт тепла. Якщо протяжність значна, це може стати критичним. Зрозуміло, що чим більше перетин, тим більше будуть втрати. Якщо потрібно врахувати і ці втрати, то при розрахунку втрат до зниження теплового навантаження на радіаторі додають втрати на трубопроводі, а потім, за сумарним значенням знаходять необхідний діаметр.

Визначення діаметра труб системи опалення - непросте завдання

Але для систем індивідуального опалення ці значення зазвичай некритичні. Тим більше що при розрахунку тепловтрат і потужності обладнання, найчастіше округлення розрахункових величин роблять в сторону збільшення. Це дає певний запас, який дозволяє не робити таких складних розрахунків.

Важливе питання: де брати таблиці? Майже на всіх сайтах виробників такі таблиці є. Можна вважати прямо з сайту, а можна скачати собі. Але що робити, якщо потрібних таблиць для розрахунку ви все-таки не знайшли. Можете скористатися описаної нижче системою підбору діаметрів, а можна вчинити по-іншому.

Незважаючи на те, що при маркуванні різних труб вказуються різні значення (внутрішні або зовнішні), з певною похибкою їх можна прирівняти. За розташованої нижче таблиці можна знайти тип і маркування при відомому внутрішньому діаметрі. Тут же можна буде знайти відповідної розмір труби з іншого матеріалу. Наприклад, потрібен розрахунок діаметра металопластикових труб опалення. Таблицю для МП ви не знайшли. Зате є для поліпропілену. Підбираєте розміри для ППР, а потім по цій таблиці знаходите аналоги в МП. Похибка природно, буде, але для систем з примусовою циркуляцією вона допустима.

Таблиця відповідності різних типів труб (клікніть для збільшення розміру)

З цієї таблиці ви легко визначите внутрішні діаметри труб системи опалення та їх маркування.

Підбір діаметру труби для опалення

Цей метод заснований не на розрахунках, а на закономірності, яка простежується при аналізі досить великої кількості систем опалення. Це правило виведено монтажниками і використовується ними на невеликих системах для приватних будинків і квартир.

Діаметр труб можна просто підібрати слідуючи певним правилом (клікніть для збільшення розміру)

З більшості котлів опалення виходять патрубки подачі і обратки двох розмірів: ¾ і ½ дюйма. Ось такий трубою і робиться розводка до першого розгалуження, а далі на кожному розгалуженні розмір зменшується на один крок. Таким способом можна визначити діаметр труб опалення в квартирі. Системи зазвичай невеликі - від трьох до восьми радіаторів в системі, максимум - дві-три гілки по одному-два радіатора на кожній. Для такої системи запропонований спосіб - відмінний вибір. Практично також справа йде і для невеликих приватних будинків. А ось якщо є вже два поверхи і більше розгалужена система, то доводиться вже вважати і працювати з таблицями.

підсумки

При не дуже складною і розгалуженою системою діаметр труб системи опалення можна розрахувати самостійно. Для цього потрібно мати дані про тепловтратах приміщення і потужності кожного радіатора. Потім, використовуючи таблицю, можна визначити перетин труби, яка впорається з подачею необхідної кількості тепла. Розсіче складних багатоелементних схем краще довірити професіоналу. В крайньому випадку розрахувати самостійно, але постаратися, як мінімум, отримати консультацію.