Отопление – это одно из самых важных составляющих жилого помещения, без которого сложно представить себе комфортное проживание в холодные времена года. Это именно та часть обустройства жилища, о которой владелец должен позаботиться в первую очередь, так как именно от нее зависит тепло и уют в доме — без правильно налаженной системы отопления пребывание в помещении будет как минимум дискомфортным.
Чаще всего, отопление в доме устанавливают профессионалы, так как это достаточно трудоемкий процесс, который требует наличия определенных навыков и инструментов. Однако в некоторых случаях монтаж отопления своими руками допустим, при условии, что у вас имеются некоторые практические навыки и знания, необходимые для правильной подборки компонентов отопительной системы.
В этой статье вам будет предоставлена подробная инструкция + видео о том, как выбрать диаметр трубы для отопления – данный параметр является одним из основополагающих для корректной работы системы.
Выбор диаметра
Общие сведения
Промежуточные трубы между тепловыми элементами (радиаторами, регистрами) являются своего рода магистралью для , которая должна обладать достаточной пропускной способностью, для обеспечения нормального движения. То есть от того насколько удачно будет подобран данный параметр — будет целиком зависеть нормальная работа системы в целом.
Однако в отличие от автомагистрали, где действует принцип “чем шире – тем лучше” отопительная система нуждается в оптимальных значениях, так как присутствие труб со слишком большим сечением будут также нежелательно, как и использование малого диаметра. Недостаточно большой размер будет вызывать шум – вследствие повышенной скорости циркуляции.
Чрезмерно большой диаметр требует наличия большого количества теплоносителя (в данном случае воды) в системе, что в свою очередь приведет к большим теплопотерям и неравномерному обогреву помещений. В таких случаях обычно происходит так, что в комнате, которая находится ближе к котлу, прогревается достаточно хорошо, а остальных же комнатах температура в отопительных элементах начинает резко снижаться.
Также нерационально большое сечение является причиной большого количества затрачиваемых ресурсов на поддержание необходимой температуры вследствие увеличенного количества теплоносителя. Соответственно, чем меньше размер – тем меньше будет цена затрат на обогрев помещения .
Обратите внимание!
Здесь необходимо не забывать о том, что чрезмерное уменьшение диаметра приведет к образованию постоянного шума в системе, о чем сказано выше.
Формула подбора
Для вычисления диаметра следует определиться с тем, какой расход энергии потребуется для обогрева того или иного помещения. Первоначально необходимо произвести расчет квадратуры помещения – измерить длину и ширину комнаты, а затем умножить оба значения между собой. Таким образом, в результате вы получите точное количество квадратных метров.
Для обогрева 10 квадратных метров площади при высоте потолков не более 3 метров потребуется 1 кВт энергии. Исходя из данного стандарта — вычисляется общее значение энергопотребления всех помещений в доме.
Обратите внимание!
Данная формула рассчитана на дом с утепленными стенами, которые соответствуют всем стандартам СНиП и не учитывают теплопотери при несоответствии данным параметрам.
То есть, чтобы обогреть комнату площадью в 40 квадратных метров необходимо 4 кВт энергии + 20 %. Посредством этих расчетов, осуществляется выбор диаметра труб для отопления, исходя из списка предоставленного ниже.
В нем также присутствует обозначение оптимальной скорости циркуляции, которая должна быть не менее 0.2 и не более 1.5 метров в секунду.
Если скорость движения воды будет меньше 0.2 м/сек, то это приведет к возникновению воздушных пробок и плохому обогреву.
Если же она будет превышать 1.5 м/сек, то велика вероятность появления посторонних шумов, которые являются следствием прохождения теплоносителя через различные препятствия:
- разводки,
- повороты и т. д.
Наиболее оптимальным значением является промежуток от 0.3, до 0.4 м/сек.
Обратите внимание!
Ниже будут приведены усредненные данные, которые были составлены на основе необходимых вычислений.
Для определения данного значения собственноручно следует произвести расчеты по различным формулам, которые в этой статье приводиться не будут.
- Для 3 — 5 кВт целесообразнее применить 20 мм, скорость теплоносителя составит 0.2 — 0.4 м/сек;
- Для 6 — 9 кВт оптимальным значением является 25 мм, значение скорости движения теплоносителя в данном случае составит 0.3 — 0,4 м/сек;
- Для 10 — 15 кВт желательно использовать трубы с сечением 32 мм, в которых циркуляция будет составлять 0.3 – 0.4 м/сек. Допустимо использование труб с сечением 20 мм, однако в этом случае скорость теплоносителя составит от 0.5, до 0.7 м/сек;
- Для 16 — 21 кВт — оптимальным будет значение 40 мм, значение скорости движения теплоносителя в данном случае будет составлять от 0.3, до 0.4 м/сек;
- Для 22 — 32 кВт лучшим будет значение 50 мм, скорость циркуляции в данном случае будет находиться в пределах 0.3 – 0.4 м/сек;
Обратите внимание!
Данный список составлен для системы с разницей входящей и исходящей температурой в 20 (80 – 60)градусов по Цельсию.
Итог
Правильно смонтированное отопление является залогом тепла и уюта в доме – установив его собственноручно, вы сэкономите существенное количество средств, практически не потеряв в качестве монтажа. Данная статья внесет ясность в один из самых главных параметров при установке и поможет вам избежать серьезных ошибок.
Правильный обогрев частного дома, разумный баланс между теплом и экономичностью возможен лишь в случае, если произведен гидравлический расчет системы отопления. Автономное отопление загородного дома хоть и требует существенных затрат на первоначальном этапе, быстро окупает себестоимость и позволяет сократить расход газа или иного топлива.
Одним из ключевых моментов расчета является выбор котла и труб для отопительной системы.
Котел как центральный элемент отопительной системы
Поскольку функционирование любой автономной системы отопления невозможно без котла, грамотный выбор оборудования играет важную роль. Расчет системы отопления частного дома может включать следующие типы источника тепловой энергии:
- Электрокотлы. Пользуются небольшим спросом, поскольку для бесперебойного функционирования электрокотла необходима стабильная подача электроэнергии, которую не всегда можно обеспечить в условиях загородного дома;
- Газовые котлы. Являются наиболее востребованным типом отопительного оборудования, поскольку они имеют высокую мощность обогрева и при этом остаются компактными и абсолютно безопасными. Использование газа возможно на большей части страны, поэтому не требует дополнительных затрат на подготовительном этапе;
- Твердотопливные котлы. Существуют модели с автоматической и ручной загрузкой горючих материалов. Основное отличие – в стоимости оборудования, агрегаты с автоматической загрузкой стоят дороже. В отличие от газа, доступного повсеместно, эти агрегаты требуют закупки топливных элементов.
- Котлы на жидком топливе. Оборудование функционирует за счет потребления переработанного масла или дизельного топлива. Обладает практичностью и высокой функциональностью. Такие агрегаты можно устанавливать для обогрева загородного дома, однако потребуется дополнительно обустроить емкость для хранения топлива. Таким образом, данный тип котлов также более сложный в обслуживании в сравнении с агрегатами, работающими с использованием газа.
Выбор типа котла и топлива для обогрева подбирается индивидуально для каждой системы. Возможно применение газа, электричества, каменного угля, древесины, кокса и прочего топлива. Наилучшим вариантом котла для загородного дома или коттеджа является агрегат с использованием газа. Только в случае отсутствия подведения газа, можно воспользоваться альтернативными источниками тепловой энергии.
Расчет мощности котла для отопления
Когда источник тепла для загородного дома определен, можно переходить к расчету мощности котла. Методика подсчета предельно простая и требует минимальное количество вводных параметров.
Необходимо произвести умножение климатической мощности на площадь комнаты, а затем деление на 10.
Для вычисления площади жилого дома, необходимо учитывать все комнаты, что имеют внешние стены, выходящие на улицу. Производя тепловой расчет, необходимо учитывать небольшой запас мощности для обеспечения стабильной работы агрегата даже в самые неблагоприятные природные условия.
Для расчета климатической мощности необходимо воспользоваться специальным коэффициентом, что имеет различные показатели для каждого региона. Методика предполагает использование коэффициента 1,3-1,6 кВт для центральных регионов; 1,6-2, 2 –для северных и 0,8-0,95 кВт для южных. Основные варианты расчета мощности котла:
Также для вычисления тепловой мощности котла можно использовать специальный калькулятор. Пользоваться ним очень легко: необходимо только задать площадь помещения и выбрать необходимые параметры. Калькулятор может иметь различные поля для заполнения. К примеру, порой требуется указать, какое число стен жилого дома выходит наружу, или минимальную температуру воздуха в зимнюю пору. Эти данные требуются, чтобы калькулятор произвел наиболее правильный расчет. После заполнения всех полей, калькулятор в течение нескольких секунд выдаст результат — показатель тепловой мощности котла.
Простые способы отлично подходят для загородного дома или коттеджа, однако могут иметь погрешности в случае наличия источников дополнительного потребления тепла.
Расчет количества отопительных батарей
Одной из составляющих гидравлического расчета является вычисление количества секций радиаторов. Для подсчета можно воспользоваться формулой: умножить площадь комнаты на 100 и разделить на показатель мощности одного радиатора.
Если мощность радиаторов неизвестна, можно принять для расчета показатель 200 Вт. Это средний показатель для современных радиаторов.
Пример расчета количества секций радиаторов для комнаты 50 кв.м.:
n=50*100/200=25
Допускается установка немного большего количества секций радиаторов для обеспечения запаса мощности системы.
Для комнат, что располагаются в углу или торцах жилого здания, необходимо применять коэффициент 1,2, поскольку они имеют более высокие нагрузки и расход тепловой энергии.
Выбор типа радиатора
Отопительные системы жилого дома могут устанавливаться с использованием радиаторов различного типа. Они отличаются по стоимости, мощности, а также материалу изготовления. Основные виды радиаторов в зависимости от используемого материала:
- Стальные;
- Чугунные;
- Анодированные;
- Вакуумные.
Стальные и чугунные радиаторы имеют небольшие показатели мощности, поэтому, учитывая нагрузки современных отопительных систем, рекомендуется монтаж анодированных и вакуумных батарей.
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.
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.
- 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.
Давайте разделим проблему на составляющие.
Городская квартира
Здесь достаточно запомнить несколько простых правил:
- При 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 — 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.
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.
- Радиаторы не разрывают розлив, а монтируется параллельно. Схема — нижняя или диагональная. Подводка — ДУ 20.
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
Система с принудительной циркуляцией
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.
- 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.
- Теперь ищем в верхней горизонтальной строке нужную нам скорость движения воды в контуре . Напомним — она равна 1 метру в секунду.
- 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.
- 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.
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.
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!
