оптимальный диаметр трубы для отопления частного дома

Подбор диаметра трубы для отопления в частном доме

Отправим материал на почту

Комфортные условия в жилье обеспечивает мощная система разных инженерных коммуникаций. При планировании обогрева в частном доме надо правильно рассчитать не только параметры котла, но и элементов для транспортировки теплоносителя. В обзоре подробно разберем, как подобрать диаметр трубы для отопления.

Влияние характеристик на КПД

Грамотно разработанный проект трубопровода положительно влияет на производительность системы обогрева. От поперечного сечения компонентов зависит пропускная способность конструкции. Параметр показывает объем горячей жидкости, которая за единицу времени пройдет на постоянной скорости.

На производительность инженерной сети часто влияют факторы. КПД контура зависит от 4 обстоятельств:

В отопительной системе при постоянном расходе теплоносителя и уменьшении диаметра происходит увеличение темпа движения воды. На линиях с небольшим сечением будет усиливаться скорость жидкости. Из-за низкого давления в габаритных конструкциях стремительность потока снижается.

Если диаметр труб для отопления частного дома слишком велик, то мощности встроенного в котел насоса не хватит для перемещения. В большой системе будет много теплоносителя, поэтому оборудование не справится с движением такого объема жидкости. На подогрев избытка воды придется тратить больше энергии и времени, что снижается КПД сети и увеличиваются потери. При прохождении через все комнаты влага быстро остывает.

Габаритное сечение запрещено использовать в системах с естественной циркуляцией. При снижении скорости существует риск остановки и закипания жидкости в нагревательном котле. При маленьком диаметре влага может разорвать инженерную сеть.

При снижении скорости до 0,25 м/сек в трубах часто возникают воздушные пробки. Если стремительность потока больше 1,5 м/сек, то в отопительной системе появляется шум. При постоянном превышении нормативов звукового фона обитателям коттеджа некомфортно жить.

Виды труб

Подбор диаметра трубы для отопления зависит от материала, из которого сделали элементы. Параметры влияют не только на размеры сечения, но и на способ монтажа, стоимость проекта и возможные теплопотери. Для систем обогрева используют 4 популярных вида.

Стальные

Металлические трубы при создании инженерных сетей – недорогой и практичный вариант, у которых высокая теплопроводность и максимальное давление до 30 атмосфер. При правильной эксплуатации конструкции прослужат 20-30 лет. У сырья нет ограничений по температуре, поэтому часто используют в паровой системе при 100-130 С.

Из-за цены и устойчивости к расширению владельцы недвижимости часто отдают предпочтение углеродистой стали. Коррозия – основной недостаток моделей из металла. При окислительных процессах на поверхности стенок возникают шероховатости, на которых накапливаются отложения. При разрастании налета уменьшается проход для воды и снижается теплопроводность изделия. При истончении стенок от ржавчины образуются прорывы. Минимизировать проблему можно качественным теплоносителем в системе и регулярным промыванием труб.

Чуть менее капризной является оцинкованная сталь. Покрытие защищает металл от коррозии, чем увеличивает срок эксплуатации инженерной сети. Модели выдерживают нагрузки во время гидроударов и отлично функционируют в условиях высоких температур.

Трубы из нержавеющей стали по долговечности опережают оцинкованные и углеродистые виды. Правильно установленная конструкция инертна к агрессивному теплоносителю, поэтому не боится коррозии и прослужит более 30 лет. Для отопительного контура подходят элементы, выполненные бесшовным способом сварки.

Минус всех стальных труб – вес и сложность монтажа. Конструкции не гнутся без специального оборудования, поэтому на изгибах приходится использовать дополнительные детали, снижающих КПД инженерной сети. Сейчас появились варианты в виде гофры, но и они неустойчивы к агрессивной среде теплоносителей.

Медные

Максимальная рабочая температура – 200-250 С, давление – более 30 атмосфер. При правильном монтаже отопительная система прослужит 90-100 лет. У металла высокая устойчивость к коррозии и замерзанию. Медные трубы по технологии производства делят на 2 вида:

Если сравнивать со сталью, то у меди высокая плотность, поэтому у труб тонкие стенки и небольшой вес. Из-за хорошей теплопроводности контур быстро и равномерно нагревается. Благодаря ровной поверхности у циркулирующей жидкости минимальное сопротивление. На внутренних перегородках не образуются наросты, что исключает появление засоров и снижения КПД.

Медные трубы несовместимы с другими металлами. При контакте со сталью, алюминием или чугуном в жидкости начинаются химические процессы и образовывается газ. В инженерной сети обязательно предусматривают стравливающие клапаны для скоплений. Доборные детали должны быть из меди или латуни, радиаторы – из нержавейки.

В отопительной системе с медными трубами используют хорошо очищенный теплоноситель. Твердые фракции мусора способны повредить мягкий металл. Дополнительно в сеть включают фильтр механической очистки. У материала высокая электропроводность, поэтому контур обязательно заземляют.

Полимерные

Максимальная температура теплоносителя варьируется в пределах 90-95 С. Кратковременно конструкция выдержит 130 С, но при длительном контакте полимерные трубы деформируются. При соблюдении правил эксплуатации прослужат до 30 лет. При подключении к отоплению контур устойчив к скачкам давления.

Из-за пластичности материала трубы легко прокладывать без резки и без дополнительных соединений. Для сварки используют специальный аппарат, разогревающий детали. Места спайки в готовой конструкции не видны невооруженным взглядом.

Пластик не требователен к качеству жидкости в отопительной системе. Сырье не вступает в химическую реакцию, поэтому не ржавеет и не разрушается от коррозии. Идеально ровные стенки не снижают скорость теплоносителя и не покрываются налетом.

В отоплении используют армированные полимерные трубы, узнать которые можно по маркировке на поверхности (PPR-FR-PPR, PPR-GR-PPR). В качестве укрепляющего материала выступает стекловолокно или алюминий.

Металлопластиковые

Трубы состоят из 5 слоев модифицированного пластика и тонкой фольги, поэтому очень прочные. Изделия устойчивы к высоким температурам (до +110 С), замораживанию и оттаиванию, сохраняют первоначальную форму. Из-за гладкости внутренних стенок на поверхности не образуются отложения.

По линейному расширению металлопластиковые трубы в 2,5 раза превышают аналоги из стали. При длительном воздействии прямого ультрафиолета и электромагнитных лучей изделие быстро теряет прочность и изнашивается. Детали нужно правильно монтировать, а соединения плотно подтягивать. При превышении угла изгиба трескаются.

Какие диаметры бывают

В технических параметрах отопительных труб используют разные виды сечения. При учете монтажных конструкций и занимаемой площади берут внешний диаметр со стенками. Внутренние характеристики указывают размер просветов, поэтому подходят при расчете пропускной способности сети. Условный вариант является усреднением в большую сторону пространства внутри.

В магазинах трубы помечают по наружному сечению, часто в дюймах (25,4 мм). Внутренние параметры варьируются в зависимости от толщины стенок, материала и назначения детали. Внешние характеристики у стальных шовных моделей на 3-4 % толще, чем у полимерных и бесшовных конструкций. Медные виды самые тонкие, меньше остальных на 1-2 мм.

Размер труб для отопления влияет на задачи, которые элемент должен выполнять. Параметры популярных диаметров варьируются от 16 до 40 мм:

От выбора сечения отопительных труб зависит пропускные возможности системы, гидро- и теплопотери. Необъемный теплоноситель быстро греется, а маленький размер обеспечивает лучшее сопротивление и низкий шум. Элементы небольшого диаметра по стоимости дешевле, чем крупные. Слишком компактные модели создают усиленную нагрузку на арматуру, что приводит к порывам.

Виды движения теплоносителя

Скорость перемещения потока горячей воды в трубах – один из важных параметров, который позволяет высчитать диаметр деталей. Рекомендуемое движение варьируется от 0,26 до 1,4 м/сек. Уже при 1,5 снижается теплоотдача и увеличивается шум в инженерной сети. Существуют 2 вида, в которых надо разобраться.

Конвекционный

Вариант с естественной циркуляцией подходит для твердотопливных котлов. Принцип работы основан на физических законах. Плотность холодной жидкости меньше, чем у горячей. Прохладная влага, стекая по трубе, вытесняет теплую вверх. Скорость перемещения в таких сетях – 0,2 м/сек.

Небольшой поток перемещения при конвекционной циркуляции становится причиной образования пробок воздушных и снижению объема переносимого тепла. Решить проблемы помогут бак расширительный и краны Маевского.

Диаметр деталей для отопления с конвекционной циркуляцией должен совпадать с выходным патрубком котла. Самое большое стартовое сечение выдерживают до первой развилки. При разводке постепенно уменьшают размеры труб. В последнем узле характеристики элементов варьируются в пределах 16-19 мм.

Принудительный

В контуре циркуляцию осуществляют при помощи насоса и коллектора, которые входят в конструкцию котла (газового, электрического). Пользователь может самостоятельно контролировать скорость теплоносителя. В инженерных сетях поддерживаются параметры в пределах 0,7-1,2 м/сек.

В вариантах с циркуляцией принудительной целесообразно использовать трубы небольшого диаметра. В контуре с малым объемом быстрее и легче греть воду, что увеличивает КПД конструкции. Установка и маскировка тонких деталей намного проще, чем толстых аналогов.

Сечение сетей с циркуляцией принудительной часто зависит от схемы подсоединения обогрева. Размер при лучевой подводке от оборудования к трубам – 19 мм, при однотрубной и двухтрубной – 25 мм. Параметр не является окончательным и рассчитывается по характеристикам котла и коттеджа.

Системы отопления

Чтобы правильно вычислить диаметр труб, надо учитывать схему разводки. Сопротивление влияет на параметры отопительного оборудования и характеристики деталей (сечение, материал). В коттедже используют 2 разновидности систем обогрева.

Двухтрубная

Отопительный вариант с вертикальным стояком по размещению труб может быть как верхним, так и нижним. К каждому радиатору подключают 2 элемента: для подвода горячей и отвода холодной влаги. Горизонтальная разводка бывает:

Максимальная температура для полимеров – 95 С, для стали – 130 С. Длинная инженерная сеть с большим количеством теплоносителя работает только с принудительной циркуляцией. Понимая, какую схему используешь, легко рассчитать общую протяженность, задержки скорости на стыках (изгибах) и получить нужное сопротивление.

Грамотный выбор диаметра трубы для отопления обеспечит равномерное прогревание батарей. Профессионалы часто отдают предпочтение полимерным деталям с сечением 25 и 20 мм. Крупные элементы используют в качестве контура, меньшие – отводы к радиаторам. В компактном частном доме основную сеть собирают из 20 мм, патрубки – из 16 мм.

Зная количество квадратов жилья легко определить мощность отопительного оборудования и диаметр труб. В котле с высокой продуктивностью используют элементы с большим сечением. Для обогрева 1 м2 при потолках в 2,5 м нужно 100 Вт интенсивности техники. К параметрам добавляют возможные теплопотери, уместные для конкретного региона.

Скорость жидкости в трубах должна варьироваться в пределах от 0,25 до 1,3 м/сек. Если в котле есть встроенный насос, то берут среднее значение потока (0,6 м/сек). При выборе сечения учитывают время остывания воды, которые в среднем составляют 20 С. Для отопительного оборудования с давлением в 10 атмосфер подходят детали с сечением в 25 мм, для мощных конструкций в 20-25 – 32 мм.

Однотрубная

В коттеджах небольшого размера используют схему «Ленинградка». Система состоит из 1 трубы, к которой последовательно подключены все радиаторы. Отопительный контур функционирует в цикличном режиме. Оборудование поставляет горячий теплоноситель от котла к батареям, остывший возвращает в аппарат для нагрева. Максимальная температура для металлических элементов – 105, для пластика – 95 С.

В однотрубную систему обязательно входят приборы, которые называют группой безопасности. Дополнительные устройства позволяют быстро снизить поднявшееся давление в сети, предупредив разрыв труб. При монтаже компоненты размещают на предельном удалении один от другого. Предохранительный клапан врезают чуть выше котла. По всему контуру равномерно ставят терморегуляторы и краны Маевского.

При естественном вращении вода самотеком движется по системе, при принудительном – при помощи насосов. Чтобы конструкция была сбалансированной, сечение деталей в однотрубной сети часто различается на разных участках. Если дом одноэтажный и компактный, то берут компоненты с единым диаметром. В крохотных помещениях даже с конвекционной циркуляцией размер элементов не должен превышать 32 мм.

Мощность котла

В загородном доме обогрев комнат производят при помощи оборудования газового или электрического, реже – твердотопливных моделей. Отталкиваясь от размера пространства обогреваемого проводят расчет мощности. Для качественного отопления жилья нужно 0,1 кВт тепловой энергии на квадрат. Параметры могут изменяться из-за климатических особенностей или щадящего режима до 1,3.

На мощность котла влияет материал, из которых сделаны стены и наличие теплоизоляции. Увеличенная теплопроводность в сочетании с тонкостью перегородок усиливает тепловые потери загородного дома. Даже самая продуктивная модель не справится с обогревом здания.

На качество отопления влияет наличие второго контура в котле. При включении горячей воды для бытовых нужд снижается производительность в инженерной системе. У конструкций с такой опцией параметры должны быть выше, чем у одноконтурных аналогов.

Мощность котла зависит от видов топлива. Самым практичным считается газовое оборудование. Наиболее дорогими являются электрические, самыми неудобными – твердотопливные. Для оптимизации циркуляции теплоносителя и для решения проблемы с воздушными пробками используют насосы.

Как пользоваться таблицами

Если не знаете, какой диаметр труб нужен для отопления частного дома, можно воспользоваться подсказками. Производители разработали особые таблицы, помогающие рассчитать нужный параметр. Размер зависит от показателей объема тепла, скорости горячей воды и градуса.

Для двухтрубного варианта

Для наглядности рассмотрим вычисление сечения труб для отопления коттеджа, состоящего из двух этажей. Для контура используют полипропиленовые модели, а режим работы котла – 80/60 с разницей температур в 20 С. Теплопотери здания – 38 кВт. На обогрев нижних помещений тратится 20 кВт, верхних – 18. В подсказке данные указывают в Вт.

В таблице розовым цветом отметили наиболее приемлемую скорость движения горячей воды. Первым делом определяют место от котла до первого поворота (ответвления). Через линию проходит вся жидкость, поэтому объем остается начальным (38 кВт). В подсказке нужно найти строчку, по которой доходят к зоне с подходящим оттенком и поднимаются вверх. Из двух диаметров в 50 и 40 мм берут меньший.

После разделения потоки идут на первый (20 кВт) и второй (18 кВт) этаж. В таблице по розовому маркеру ищут нужные параметры. В итоге получают сечение в 32 мм, при помощи которого разводят обе ветки.

Контур делится на две части с одинаковой нагрузкой. На нижнем ярусе идет двойное крыло, по 10 кВт каждое (20 кВт). В верхних помещениях разветвление идет уже по 9 кВт (18 кВт). В подсказке ищут подходящее значение для обоих решений. Полученный диаметр – 25 мм. На первом этаже сечение уменьшается до 20 мм уже после 2 батареи, на втором – после 3.

При расчете данных для отопления важным является информация на выходе из котла. Для обратного течения характеристики труб не меняют. У каждого производителя существуют свои таблицы, а рассмотренная в описании – пример для понимания алгоритма действий.

Для однотрубной системы

Принцип работы с подсказками похож на описанный в предыдущем подразделе, но изменяется только структура данных. В таблице приемлемую скорость горячей жидкости окрасили в голубой оттенок, а параметры мощности расположили в шапке. В качестве образца используют однотрубную схему с принудительной циркуляцией для одноэтажного дома на 6 батарей.

Для вычисления размера труб для систем отопления рассчитывают внутреннее сечение деталей. При входе в сеть из котла подается энергия, мощностью в 15 кВт. В подсказке на участке с оптимальным движением ищут данные, близкие к 15 000 единиц. В итоге получают два значения (20 и 25 мм), из которых выбирают меньшее.

При входе в первую батарею нагрузка уменьшается до 12 кВт. В голубой области таблицы находят нужные параметры и получают диаметр в 20 мм. К третьему радиатору мощность снижается до 10,4 кВт. В светло-синем поле определяют сечение в 20 мм.

К четвертой батарее тепловая нагрузка уменьшается на 2 кВт. В таблице с данными в 8,5 кВт рекомендуемый размер трубы – 15 мм. Параметр повторяется и в пятой конструкции, к шестой можно брать 12 мм.

Для металлического контура

При работе со сталью и медью придется учитывать теплопотери, которые осуществляются через стенки труб. Если инженерная сеть компактная, то небольшой убыток практически не ощущается. Чем длиннее контур, тем заметней холод. Неправильно подобранный диаметр станет причиной низкой температуры в батареях.

Теплопотери для стальной трубы с сечением в 40 мм и стенками в 1,4 мм, высчитывают по формуле:

Таблицы с вычислением диаметра можно найти на сайте производителя. При маркировке труб указывают внешние или внутренние параметры. Профессионалы рекомендуют усреднить данные, прибавив 5 % погрешности.

Для естественной циркуляции

Конструкции с конвекционным видом движения горячей воды работают благодаря разнице давления и температур на входе и выходе из котла. Жидкость циркулирует за счет гравитации, которую усиливает напор теплоносителя. Для естественного типа нужны трубы с подходящим диаметром. Чем больше влаги крутиться в системе, тем сильнее скорость. При превышении сечения оборудование тратит больше энергии и времени на разогрев, что снижает КПД.

Конвекционный вид движения воды подходит для компактных загородных домов с коротким отопительным контуром. В конструкции надо поддерживать скорость в пределах 0,4-0,6 м/сек. Чтобы получить сечение, надо параметры рассчитать по формуле.

Заключение

Обогрев коттеджа – сложная и трудоемкая процедура, в которой нужно предугадать все факторы. Понимая, какой диаметр трубы выбрать для отопления, легко создать комфортную атмосферу в частном доме. При поиске сечения деталей профессионалы рекомендуют воспользоваться таблицами или формулами.

Источник