Единицы маркировки
При подборе комплектующих для отопления учитывается стандартная единица измерения для определения величины и маркировки. Основное значение, которое указывает размерность, определяется целым числом или дюймом. Пересчитать дюймы в стандартные для нас миллиметры легко из соотношения: 1 дюйм равен 25,4 мм.
Размер трубы рассчитывается с помощью нескольких показателей — возможная скорость тока жидкости и некоторая потеря давления на участке трубопровода в один метр. Расчет диаметра по показателям падения давления экономически целесообразен и состоит в том, чтобы определить балансовую стоимость между расходами по эксплуатации и капитальному обслуживанию.
Чем больше диаметр, тем выше показатели расходов, а для того, чтобы прокачать определенное количество воды, где имеется зауженный диаметр, потребуется затратить намного больше энергии на работу электрического насоса.
Как рассчитать сечение труб для теплоснабжения
Прежде чем приступать к определению диаметра трубопровода, стоит детально разобраться с самим понятием «диаметр». Применимо к трубам отопления принято говорить о нескольких интерпретациях данного термина:
- Внешний диаметр. Параметр, необходимый при проектировании системы. Складывается из внутреннего диаметра и толщины стенок.
- Внутренний диаметр. Определяет пропускную способность трубопровода.
- Номинальное значение проходного отверстия трубы. Показатель, используемый при маркировке пластиковых изделий.
Довольно часто диаметр труб указывается в дюймах. Перевести их в более привычные для нас миллиметры просто – в одном дюйме содержится 25,4 мм.
Расчёт тепловой мощности системы
Для небольших стандартных систем отопления вполне возможно обойтись без сложных вычислений. Здесь будет достаточно придерживаться нескольких несложных правил:
- Для контуров с естественной циркуляцией оптимальным диаметром труб станет значение 30-40 мм.
- В системах с принудительной циркуляцией теплоносителя стоит предпочесть трубы меньшего диаметра. Это позволит обеспечить оптимальные значения скорости и давления потока жидкости.
- Q – тепловая мощность, кВт/ч,
- V – объем отапливаемого помещения, м3,
- ∆t – усредненный показатель разницы температур в помещении и на улице, ⁰С,
- К – коэффициент тепловых потерь,
- 860 – постоянный поправочный коэффициент для перевода рассчитанных показателей в формат кВт/ч.
Все множители могут быть легко подсчитаны, с достаточной долей достоверности. Некоторые вопросы может вызвать только определение коэффициента К.
Его значение зависит от уровня теплоизоляции дома или помещения, для которого ведутся расчеты.
Цифры могут быть такими:
- К=3-4. Здание с минимальным уровнем теплоизоляции.
- К=2-2.9. Облицовка фасада кирпичом.
- К=1-1.9. Средний уровень теплоизоляции.
- К=0.6-0.9. Качественное утепление современными материалами.
После определения тепловой мощности системы отопления для определения диаметра труб необходимо будет воспользоваться специальной таблицей.
Таблицы могут различаться в зависимости от типа трубы (полипропилен, сталь, чугун, медь и т.п.) и даже изготовителя. Правильнее брать эти таблицы напрямую с сайтов фирм-производителей. Чаще всего в таблице указывается тепловая мощность и предполагаемая дельта температур. На пересечении этих параметров будет указан искомый диаметр трубы.
В том случае, если найти таблицу для конкретного типа трубы не получилось, можно воспользоваться таблицей соответствия различных типов трубопроводов.
Здесь, для каждого диаметра трубы (имеется в виду внутренний диаметр) расписаны соответствующие модели из иных материалов. Разумеется, будет некоторая погрешность, но для небольших отопительных систем она вполне допустима.
Скорость движения жидкости в системе
От скорости движения теплоносителя по системе отопления зависит равномерное распределение тепловой энергии по всем батареям или радиаторам.
Диаметр трубы, между тем, оказывает непосредственное влияние на скорость продвижения жидкости – чем меньше площадь сечения трубопровода, тем с большей скоростью (при прочих равных условиях) будет перемещаться по ней теплоноситель.
При определении диаметра труб стоит подобрать значение скорости таким образом, чтобы оно укладывалось в рамки диапазона:
- С одной стороны, скорость потока воды не должна оказаться слишком высокой. Это, разумеется, позволит увеличить КПД системы, но будет неизменно сопровождаться дополнительными шумами.
- С другой стороны, при скоростях ниже 0,3 м/с будут отмечаться большие потери тепла. Кроме того, малый напор сделает бесполезными воздухоотводчики и краны Маевского, поскольку воздушные пробки попросту не будут доходить до этих элементов.
- Оптимальным значением скорости принято считать показатели из диапазона 0,36-0,7 м/с.
Пропускная способность водопроводной трубы
Водопроводные трубы в доме используются чаще всего. А так как на них идёт большая нагрузка, то и расчет пропускной способности водопроводной магистрали становится важным условием надежной эксплуатации.
Проходимость трубы в зависимости от диаметра
Диаметр – не самый важный параметр при расчете проходимости трубы, однако тоже влияет на ее значение. Чем больше внутренний диаметр трубы, тем выше проходимость, а также ниже шанс появления засоров и пробок. Однако помимо диаметра нужно учитывать коэффициент трения воды о стенки трубы (табличное значение для каждого материала), протяженность магистрали и разницу давлений жидкости на входе и выходе. Кроме того, на проходимость будет сильно влиять число колен и фитингов в трубопроводе.
Таблица пропускной способности труб по температуре теплоносителя
Чем выше температура в трубе, тем ниже её пропускная способность, так как вода расширяется и тем самым создаёт дополнительное трение
Для водопровода это не важно, а в отопительных системах является ключевым параметром
Существует таблица для расчетов по теплоте и теплоносителю.
| Диаметр трубы, мм | Пропускная способность | |||
|---|---|---|---|---|
| По теплоте | По теплоносителю | |||
| Вода | Пар | Вода | Пар | |
| Гкал/ч | т/ч | |||
| 15 | 0,011 | 0,005 | 0,182 | 0,009 |
| 25 | 0,039 | 0,018 | 0,650 | 0,033 |
| 38 | 0,11 | 0,05 | 1,82 | 0,091 |
| 50 | 0,24 | 0,11 | 4,00 | 0,20 |
| 75 | 0,72 | 0,33 | 12,0 | 0,60 |
| 100 | 1,51 | 0,69 | 25,0 | 1,25 |
| 125 | 2,70 | 1,24 | 45,0 | 2,25 |
| 150 | 4,36 | 2,00 | 72,8 | 3,64 |
| 200 | 9,23 | 4,24 | 154 | 7,70 |
| 250 | 16,6 | 7,60 | 276 | 13,8 |
| 300 | 26,6 | 12,2 | 444 | 22,2 |
| 350 | 40,3 | 18,5 | 672 | 33,6 |
| 400 | 56,5 | 26,0 | 940 | 47,0 |
| 450 | 68,3 | 36,0 | 1310 | 65,5 |
| 500 | 103 | 47,4 | 1730 | 86,5 |
| 600 | 167 | 76,5 | 2780 | 139 |
| 700 | 250 | 115 | 4160 | 208 |
| 800 | 354 | 162 | 5900 | 295 |
| 900 | 633 | 291 | 10500 | 525 |
| 1000 | 1020 | 470 | 17100 | 855 |
Таблица пропускной способности труб в зависимости от давления теплоносителя
Существует таблица, описывающая пропускную способность труб в зависимости от давления.
| Расход | Пропускная способность | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ду трубы | 15 мм | 20 мм | 25 мм | 32 мм | 40 мм | 50 мм | 65 мм | 80 мм | 100 мм |
| Па/м — мбар/м | меньше 0,15 м/с | 0,15 м/с | 0,3 м/с | ||||||
| 90,0 — 0,900 | 173 | 403 | 745 | 1627 | 2488 | 4716 | 9612 | 14940 | 30240 |
| 92,5 — 0,925 | 176 | 407 | 756 | 1652 | 2524 | 4788 | 9756 | 15156 | 30672 |
| 95,0 — 0,950 | 176 | 414 | 767 | 1678 | 2560 | 4860 | 9900 | 15372 | 31104 |
| 97,5 — 0,975 | 180 | 421 | 778 | 1699 | 2596 | 4932 | 10044 | 15552 | 31500 |
| 100,0 — 1,000 | 184 | 425 | 788 | 1724 | 2632 | 5004 | 10152 | 15768 | 31932 |
| 120,0 — 1,200 | 202 | 472 | 871 | 1897 | 2898 | 5508 | 11196 | 17352 | 35100 |
| 140,0 — 1,400 | 220 | 511 | 943 | 2059 | 3143 | 5976 | 12132 | 18792 | 38160 |
| 160,0 — 1,600 | 234 | 547 | 1015 | 2210 | 3373 | 6408 | 12996 | 20160 | 40680 |
| 180,0 — 1,800 | 252 | 583 | 1080 | 2354 | 3589 | 6804 | 13824 | 21420 | 43200 |
| 200,0 — 2,000 | 266 | 619 | 1151 | 2486 | 3780 | 7200 | 14580 | 22644 | 45720 |
| 220,0 — 2,200 | 281 | 652 | 1202 | 2617 | 3996 | 7560 | 15336 | 23760 | 47880 |
| 240,0 — 2,400 | 288 | 680 | 1256 | 2740 | 4176 | 7920 | 16056 | 24876 | 50400 |
| 260,0 — 2,600 | 306 | 713 | 1310 | 2855 | 4356 | 8244 | 16740 | 25920 | 52200 |
| 280,0 — 2,800 | 317 | 742 | 1364 | 2970 | 4356 | 8566 | 17338 | 26928 | 54360 |
| 300,0 — 3,000 | 331 | 767 | 1415 | 3076 | 4680 | 8892 | 18000 | 27900 | 56160 |
Таблица пропускной способности трубы в зависимости от диаметра (по Шевелеву)
Таблицы Ф.А и А. Ф. Шевелевых являются одним из самых точных табличных методов расчета пропускной способности водопровода. Кроме того, они содержат все нужные формулы расчета для каждого конкретного материала. Это объемный информативный материал, используемый инженерами-гидравликами чаще всего.
В таблицах учитываются:
- диаметры трубы – внутренний и наружный;
- толщина стенки;
- срок эксплуатации водопровода;
- длина магистрали;
- назначение труб.
Подбор диаметра труб по заданной скорости теплоносителя.
| Подбор диаметра труб по скорости теплоносителя.(режим 80/60) |
Приведенное выше описание очень похоже на то, что происходит в двухтрубной тупиковой системе отопления.
В системе отопления есть свой завод, который производит тепло — это котел. Роль дорог играют трубопроводы. Теплоноситель — чаще вода, «везет» тепло к радиаторам, где оно расходуется, восполняя тепловые потери помещения. «Разгрузившаяся» остывшая вода вновь возвращается в котел, чтобы заправиться теплом. Процесс происходит постоянно.
Диаметр труб для системы отопления подбирается по тому же самому принципу, что и ширина дорог из нашего примера. Чем больше требуется передать тепла, которое несет вода, тем больше должен быть диаметр трубы. По мере уменьшения потребности в тепле на каждом отдельном участке, диаметр труб уменьшается.
Какое количество тепла может пропустить та или иная труба?
Опуская подробные объяснения и расчеты по известным формулам, скажем лишь, что одним из распространенных способов определения диаметров труб является задача скорости, с которой будет двигаться теплоноситель внутри трубы.
С одной стороны, скорость теплоносителя не должна быть меньше 0,25 м/сек. При меньших скоростях образуются воздушные пробки, препятствующие циркуляции теплоносителя.
| Подбор диаметра труб по скорости теплоносителя.(режим 75/60) |
А с другой стороны, она должна быть не выше 1,5 м/сек. При больших скоростях возникает шум от двигающегося внутри труб теплоносителя.
Практикой и расчетами установлено, что скорость теплоносителя, лежащая в пределах 0,3 — 0,7 м/сек является самой оптимальной с точки зрения энергоэффективности и затрат на материал.
В таблицах приведены скорости движения воды по трубопроводу в зависимости от тепловой нагрузки и диаметра труб.
В левом столбце вы видите тепловую нагрузку. Вверху — наружные диаметры полипропиленовых труб. В самой таблице проставлены значения скорости воды, двигающейся по трубам.
Красным цветом обозначены рекомендованные скорости для конкретного диаметра труб по заданной тепловой нагрузке.
Рассмотрим использование данных из таблицы на примере.
Пример подбора диаметра труб.
Предположим, у нас есть частный двухэтажный дом общей площадью 380 м2 с тепловыми потерями 38000 Вт.
Также расчетами установлено, что на первом этаже теплопотери составляют 20000 Вт, а на втором — 18000 Вт.
Тепловой режим взят 80/60. (80 оС — подача; 60 оС — обратка)
В качестве схемы мы избрали двухтрубную поэтажную тупиковую систему отопления, разделенную на каждом этаже на две равнонагруженные ветки (направление в два крыла).
|
Левая ветка первого и второго этажа |
|
Правая ветка первого и второго этажа |
Какой нужен диаметр труб основной подающей и обратной магистрали, подключенной к котлу?
Через нее проходит весь поток воды, предназначенный для обогрева всего дома. А это 38000 Вт.
Находим в таблице 38000 Вт и по горизонтали двигаемся к красному полю. Затем поднимаемся по вертикали и находим нужный диаметр трубы.
Как видим, для нашего случая подходят три диаметра трубы: 40, 50, 63. Какой выбрать? В данном случае, логично, что 40, потому что дешевле. Зачем нам для шести машин строить восьми полосную дорогу?
Мы дошли до первого разветвления. Часть тепла 20000 Вт должна пойти по трубопроводу на обогрев 1 этажа, а другая — 18000 Вт по стоякам поднимется на второй этаж. Какие трубы будут нужны нам теперь?
Смотрим по таблице скорость теплоносителя и соответствующие диаметры труб.
Как видим, нужно использовать 32 трубу и для первого и для второго этажа.
В согласии с данными из примера на каждом этаже трубы разделяются на две равнозначных по тепловой нагрузке ветки.
Для первого этажа каждая из веток несет тепло, равное 20000 / 2 = 10000 Вт.
Для второго этажа — 18000 / 2 = 9000 Вт.
Какие трубы будем использовать для каждой ветки? Снова смотрим таблицу.
Итак, были выбраны трубы диаметром 25 мм.
Что дальше? Наконец, на пути каждой ветки начали встречаться радиаторы, которые стали постепенно снимать тепловую нагрузку с веток.
Глядя в таблицу, мы видим, что как только тепловая нагрузка упадет до 5000 Вт, можно будет перейти на трубы диаметром 20 мм и дальше оставшуюся разводку можно сделать этими трубами.
На практике переход на трубы диаметром 20 мм мы делаем при тепловой нагрузке 3000 Вт.
Пример расчета отопительной системы
Как правило, выполняется упрощенный расчет исходя из таких параметров как объем помещения, уровень его утепленности, скорости потока теплоносителя и разницы температур в подводящем и отводящем трубопроводе.
Диаметр трубы для отопления с принудительной циркуляцией определяется в такой последовательности:
определяется суммарное количество тепла, которое необходимо подать в помещение (тепловая мощность, кВт), можно ориентироваться и на табличные данные;
Значение тепловой мощности в зависимости от разницы температур и мощности насоса
задавшись скоростью движения воды, определяют оптимальный D.
Расчет тепловой мощности
В качестве примера будет выступать стандартная комната с размерами 4,8х5,0х3,0м. Отопительный контур с принудительной циркуляцией, необходимо выполнить расчет диаметров труб отопления для разводки по квартире. Основная расчетная формула выглядит так:
в формуле использованы такие обозначения:
- V – объем помещения. В примере он равен 3,8∙4,0∙3,0 = 45,6м 3 ;
- Δt– разница между температурой на улице и в помещении. В примере принято 53ᵒС;
Минимальные значения температур по месяцам для некоторых городов
К –специальный коэффициент, определяющий степень утепленности здания. В общем случае его значение находится в диапазоне от 0,6-0,9 (используется эффективная теплоизоляция, пол и кровля утеплены, установлены как минимум двойные стеклопакеты) до 3-4 (постройки без теплоизоляции, например, бытовки). В примере используется промежуточный вариант – квартира имеет стандартную теплоизоляцию (К = 1,0 – 1,9), принято К = 1,1.
Итого тепловая мощность должна составлять 45,6∙53∙1,1/860 = 3,09кВт.
Можно воспользоваться табличными данными.
Таблица для подсчета теплового потока
Определение диаметра
Диаметр труб отопления определяется по формуле
Где использованы обозначения:
- Δt– разница температур теплоносителя в подающем и отводящем трубопроводах. Учитывая то, что подается вода при температуре порядка 90-95ᵒС, а остыть она успевает до 65-70ᵒС, перепад температур можно принять равным 20ᵒС;
- v –скорость движения воды. Нежелательно, чтобы она превышала значение 1,5 м/с, а минимальный допустимый порог – 0,25 м/с. Рекомендуется остановиться на промежуточном значении скорости 0,8 – 1,3 м/с.
Обратите внимание! Неправильный выбор диаметра трубы для отопления может привести к падению скорости ниже минимального порога, что в свою очередь вызовет образование воздушных пробок. В результате эффективность работы станет нулевой
Значение Dвн в примере составит √354∙(0,86∙3,09/20)/1,3 = 36,18 мм
Если обратить внимание на типоразмеры, например, ПП трубопровода, то видно, что такого Dвн просто нет. В таком случае выбирается просто ближайший диаметр пропиленовых труб для отопления
В этом примере можно выбрать PN25 с Двн 33,2 мм, это приведет к небольшому увеличению скорости движения теплоносителя, но она все равно останется в допустимых пределах.
Особенности отопительных систем с естественной циркуляцией
Главное их отличие состоит в том, что в них не используется циркуляционный насос для создания давления. Жидкость перемещается самотеком, после нагрева она вытесняется наверх, затем проходит через радиаторы, остывает и возвращается к котлу.
На схеме показан принцип возникновения циркуляционного напора
В сравнении с системами с принудительной циркуляцией, диаметр труб для отопления с естественной циркуляцией должен быть больше. Основа расчета в этом случае состоит в том, чтобы циркуляционное давление превышало потери на трение и местные сопротивления.
Пример разводки с естественной циркуляцией
Для того, чтобы каждый раз не высчитывать значение циркуляционного давления, существуют специальные таблицы, составленные для разных перепадов температур. Например, если длина трубопровода от котла до радиатора составляет 4,0 м, а перепад температур – 20ᵒС (70ᵒС в отводящем и 90ᵒС в подающем), то циркуляционное давление составит 488 Па. Исходя из этого подбирается скорость теплоносителя, путем изменения D.
При выполнении расчетов своими руками обязателен и проверочный расчет. То есть вычисления ведутся в обратном порядке, цель проверки – установить не превышают ли потери на трение и местные сопротивления циркуляционное давление.
Расчет отопительного коллектора и монтажных гильз
Вышеописанная технология вычислений может быть применена для всех видов теплоснабжения – однотрубного, двухтрубного и коллекторного. Однако для последнего необходимо сделать правильный расчет диаметра коллектора отопления.
Этот элемент отопления необходим для распределения теплоносителя по нескольким контурам. При этом расчет правильного диаметра коллектора отопления неразрывно связан с вычислением оптимального сечения трубопровода. Это следующий этап проектирования системы теплоснабжения.
Схема расчета коллектора
Для вычисления диаметра отопительного коллектора необходимо сначала рассчитать сечение труб по вышеописанной схеме. Затем можно воспользоваться достаточно простой формулой:
При определении высоты и оптимального расстояния между патрубками применяется принцип «трех диаметров». Согласно ему удаленность труб на конструкции должна составлять 6 радиусов каждой. Общий диаметр отопительного коллектора также равен этому значению.
Гильза для монтажа труб отопления
Но кроме этого компонента системы нередко приходится применять дополнительные. Как узнать диаметр гильзы для труб отопления? Только выполнив предварительный расчет сечения магистралей. Кроме этого нужно учитывать толщину стен и материал их изготовления. От этого будет зависеть конструкция гильзы, степень ее теплоизоляции.
На значение диаметра гильзы для труб отопления влияет материал изготовления стены, а также трубы
Важно учитывать возможную степень расширения при нагреве поверхности. Если диаметры пластиковых труб теплоснабжения составляют 20 мм, то такой же параметр у гильзы должен быть не менее 24 мм. Монтаж гильзы необходимо делать на цементный раствор или аналогичный ему негорючий материал
Монтаж гильзы необходимо делать на цементный раствор или аналогичный ему негорючий материал.
Выбор составляющих
Сегодня строительный рынок предлагает широкий выбор образцов из различных материалов:
- стальные трубы сегодня очень редко используются при прокладке. Они являются ненадежными, так как подвержены коррозии, разрывам при воздействии высоких температур;
- металлопластиковые трубы не поддаются коррозии, но на сгибах при давлении и под воздействием давления тоже могут разрушаться;
- медные трубы считаются самыми долговечными, эстетичными и удобными при ремонтных работах, но при этом они являются самыми дорогими из всех;
- полимерные изделия. В этот список входят полиэтиленовые и полипропиленовые трубы. Такой выбор сантехники считают самым разумным относительно соотношения цена-качество.
Выбрать необходимые элементы не сложно, если изучить маркировку, где отмечено допустимое давление и температура теплоносителя.
Вычисления диаметра трубы для отопительного контура
Данная процедура является обязательной при расчете любой системы отопления. В однотрубных схемах – это еще и достаточно сложно сделать, так как теплоноситель все больше остывает в каждом последующем радиаторе. Для поддержания определенной температуры нужно на каждом последующем участке контура увеличивать скорость движения теплоносителя. Сделать это можно, уменьшая диаметр трубы, согласно необходимой тепловой мощности для каждого радиатора.
Сделать вычисления можно по формуле Rср = β*?рр/∑L; Па/м, Получим среднее значение потери давления вследствие трения на 1 метр расчетного кольца СО. Далее, используя формулу, рассчитываем диаметр трубопровода для конкретного участка контура.
∆t° —разница температур теплоносителя между входом и выходом из котлоагрегата, °С Q —количество тепла, необходимое на обогрев конкретного помещения V — скорость теплоносителя, м/с
Несколько слов о скорости движения воды в системе. Чтобы отопление работало эффективно необходимо чтобы скорость движения теплоносителя была как можно выше. Однако, при этом увеличивается давление в системе и возникает шум от трения о поверхность трубопровода. Оптимальная скорость теплоносителя в горизонтальной однотрубной системе отопления должна находиться в пределах 0,3 – 0,7 м/сек. Медленнее – возможно завоздушивание; Быстрее – появляется шум.
Существуют таблицы, в которых можно выбрать необходимый диаметр труб. Для этого диаметра предлагается оптимальная скорость и расход теплоносителя. Рассмотрим пример подбора труб из армированного полипропилена для каждого участка отопительного контура с 6-ю радиаторами разной мощности.
- На первом участке СО (от выхода котла до радиатора) мощность системы 15 кВт. Выбираем данные, соответствующие мощности из синих колонок. Подходит труба с внутренним диаметром 20 мм и 25 мм. Выбираем 20 мм (она дешевле). Скорость движения теплоносителя на этом участке будет 0,6 м/с; расход теплоносителя, через трубу такого диаметра при данной скорости – 659 кг/ч.
- Первый радиатор имеет мощность 3 кВт поэтому нагрузка на нем уже 15 – 3 = 12 кВт. В оптимальной зоне таблицы данное значение находится в зоне трубы 20 мм.
- На участке между первым и вторым радиатором: 12 кВт – 2,5 = 9,5 кВт; диаметр трубы 20 мм.
- На третьем радиаторе тепловая нагрузка падает уже до 9,5 – 2 = 7,5 кВт. Исходя из таблицы на этом участке требуется труба с 15 мм внутреннего диаметра.
Аналогично делается расчет трубопровода на всех участках СО.
Совет: Следует знать, что армированный полипропилен имеет несколько другие внутренние размеры, чем указано в таблице. Показанный нами пример внутреннего диаметра 20 мм реально имеет 21,2 мм. и маркировку ПП32, и соответственно внешний диаметр 32 мм.
Расчет количества и мощности батарей
Как в однотрубном подключение радиаторов отопления, так и в двухтрубных схемах, эффективность отопления конкретного помещения зависит не только от количества секций радиаторов, их конструкции, материала, из которого они изготовлены, площади поверхности и способа подсоединения к магистральному трубопроводу, но и от материала стен и способа утепления, теплопотерь в окнах и пр.
Воспользуемся рекомендованными данными, которые можно найти в специализированной литературе. 1 м3 в кирпичном доме требует приблизительно 0.034 кВт тепла для поддержания комфортной температуры; в доме из СИП – панелей – 0,041 кВт; в кирпичном доме с утепленными: перекрытием, чердаком, несущими стенами, фундаментом – 0,02 кВт.
Для примера, рассмотрим подбор батарей для комнаты 18 м2 с высотой потолков 2,5 м. в кирпичном доме. (0,034 кВт).
- Узнаем объем помещения: 18 х 2,5 = 45 м3.
- Рассчитываем, сколько необходимо тепловой энергии для данной комнаты: 45 х 0,034 = 1,53 кВт
Теперь нужно воспользоваться таблицей, с характеристиками батарей.
На рисунке показаны основные характеристики наиболее распространенных радиаторов. Исходя из представленных данных, лучшее соотношение характеристик и стоимости у алюминиевых батарей. Нам необходимы данные о мощности одной секции, нижняя граница которой равна 0,175 кВт.
- Делим полученный результат на мощность секции выбранного типа радиаторов и получаем количество секций: 1,53/ 0,175 = 8,74
Итог: для обогрева помещения 45 м3 нам необходим алюминиевый радиатор, состоящий из 9 секций. Аналогичные расчеты проведите для каждой комнаты в доме.
Порядок расчета сечения магистралей теплоснабжения
Перед тем как рассчитать диаметр трубы отопления необходимо определиться с их основными геометрическими параметрами. Для этого нужно знать основные характеристики магистралей. К ним относятся не только эксплуатационные качества, но и размеры.
Каждый производитель указывает значение сечения труб – диаметр. Но фактически он зависит от толщины стенки и материала изготовления. Перед приобретением определенной модели трубопроводов нужно знать следующие особенности обозначения геометрических размеров:
- Расчёт диаметра полипропиленовых труб для отопления делается с учетом того, что производители указывают наружные габаритные размеры. Для вычисления полезного сечения необходимо отнять две толщины стенки;
- Для стальных и медных трубопроводов даются внутренние размеры.
Зная эти особенности можно делать расчет диаметра коллектора отопления, труб и других компонентов для монтажа.
При выборе полимерных труб отопления нужно обязательно уточнить о наличии в конструкции армирующего слоя. Без него при воздействии горячей воды магистраль не будет иметь должной жесткости.
Определение тепловой мощности системы
Как правильно подобрать диаметр труб для отопления и следует ли это делать без расчетных данных? Для небольшой системы отопления можно обойтись без сложных вычислений
Важно лишь знать следующие правила:
- Оптимальный диаметр труб с естественной циркуляцией отопления должен составлять от 30 до 40 мм;
- Для закрытой системы с принудительным движением теплоносителя следует использовать трубы меньшего сечения для создания оптимального давления и скорости потока воды.
Для точного вычисления рекомендуется использовать программа для расчета диаметра труб отопления. Если же их нет – можно воспользоваться приблизительными вычислениями. Сначала необходимо найти тепловую мощность системы. Для этого необходимо воспользоваться следующей формулой:
Где Q – рассчитываемая тепловая мощность отопления, кВт/ч, V – объем комнаты (дома), м³, Δt – разница между температурами на улице и в помещении, °С, К – расчетный коэффициент тепловых потерь дома, 860 – величина для перевода полученных значений в приемлемый формат кВт/ч.
Наибольшие затруднения при предварительном расчете диаметра пластиковых труб для отопления вызывает поправочный коэффициент К. Он зависит от теплоизоляции дома. Его лучше всего взять из данных таблицы.
Степень теплоизоляции здания
Качественное утепление дома, установлены современные окна и двери
В качестве примера расчета диаметров полипропиленовых труб для отопления можно вычислить требуемую тепловую мощность комнаты общим объемом 47 м³. При этом температура на улице будет -23°С, а в помещении — +20°С. Соответственно разница Δt составит 43°С. Поправочный коэффициент возьмем равным 1,1. Тогда требуемая тепловая мощность составит.
Следующий этап выбора диаметра трубы для отопления – определение оптимальной скорости движения теплоносителя.
В представленных расчетах не учитывается поправка на шероховатость внутренней поверхности магистралей.
Скорость воды в трубах
Таблица для расчета диаметра трубы отопления
Оптимальный напор теплоносителя в магистралях необходим для равномерного распределения тепловой энергии по радиаторам и батареям. Для правильного подбора диаметров труб отопления следует принимать оптимальные значения скорости продвижения воды в трубопроводах.
Стоит помнить, что при превышении интенсивности движения теплоносителя в системе могут возникать посторонние шумы. Поэтому данное значение должно быть равно от 0,36 до 0,7 м/с. Если параметр будет меньше – неизбежно возникнут дополнительные тепловые потери. При его превышении появятся построение шумы в трубопроводах и радиаторах.
Для окончательного расчета диаметра трубы отопления следует воспользоваться данными из таблицы, представленной ниже.
Подставляя в формулу расчета диаметра трубы отопления в полученные ранее значения можно определить, что оптимальный диаметр трубы для конкретного помещения составит 12 мм. Это лишь приблизительный расчет. На практике специалисты рекомендуют к полученным значениям прибавить 10-15%. Это объясняется тем, что формула расчета диаметра трубы отопления может измениться из-за добавления новых компонентов в систему. Для точного вычисления потребуется специальная программа для расчета диаметра труб отопления. Подобные программные комплексы можно скачать в демоверсии с ограниченными возможностями расчетов.
Однотрубная схема
Однотрубная схема предполагает совмещение подающего и обратного трубопроводов. Теплоноситель подается через специальный трубопровод с запорной арматурой. Предусматривается отдельный патрубок с вентилем для слива воды в канализацию.
После нагрева в котле теплоноситель, пройдя по стоякам и радиаторам и отдав им необходимое количество тепла, поступает в насос. Последний обеспечивает нагнетание потока, движущегося к котлу.
Бак мембранного типа, который включает однотрубная система, позволяет предотвратить возникновение аварийных ситуаций.
Такой бак может быть не только закрытым, но и открытым. Он устанавливается на верхнем (техническом) этаже здания.
Если бак закрытый, то и система отопления закрытая. Если же открытый, то и систему называют открытой.
Группа безопасности
Однотрубная система обязательно включает группу безопасности, состоящую из:
- воздухоотвода;
- предохранительного клапана;
- манометра и термометра, часто объединяемых в одном корпусе.
Такая группа позволит оперативно снизить избыточное давление в системе, предотвратив тем самым разрыв трубопровода и поломку оборудования.
Допустим монтаж приборов из группы безопасности отдельно друг от друга. Например, врезка предохранительного клапана осуществляется немного выше котла. Однако это не всегда оправдано с точки зрения затрат на монтаж системы отопления.
Радиаторы при такой схеме могут подключаться по-разному: диагонально, параллельно и т.д. Желательно предусмотреть терморегуляторы и краны Маевского на каждой батареи. В продаже можно найти модели радиаторов с заранее вмонтированными кранами.
Разводка труб в системе может быть горизонтальной и вертикальной. Оба типа разводки допускают подключение к бойлеру и системе теплого пола.
Для этого лишь следует предусмотреть специальный распределительный коллектор. позволяющий обеспечить поступление нагретого теплоносителя одновременно в радиаторы, бойлер и контур теплого пола.
Важность правильного расчета отопления
Рассчитывая систему отопления, следует уделить должное внимание снижению требуемых расходов энергии. Если схему построить неправильно, это грозит ее неэффективностью
При этом в помещении будет холодно, а потребление энергии будет большим.
Также имеет большое значение не только материал и его характеристики, а и длина, и сечение используемых труб. Все это влияет на построение эффективной и экономичной системы. По сути, сечение труб влияет на то, насколько тепло будет в доме или квартире.
Есть неправильное мнение, будто диаметр трубы нужно подбирать побольше, чем увеличить циркуляцию воды для достижения наивысшей передачи энергии. На самом деле, такой подход приведет к существенному снижению давления в системе, поэтому теплопередача от радиаторов будет минимальной, а дом или квартира будут холодными.
Для «квартирного» отопления расчет диаметра труб ведется, исходя из наличия общегородской тепловой магистрали. В частном же доме зачастую используется автономное отопление. Поэтому сечение будет зависеть от вида труб и выбранной схемы. Например, диаметр будет отличаться в системе с естественной циркуляцией жидкости, если добавить в нее циркуляционный насос.
Параметры труб
Внутренний размер труб – основной ее параметр при расчете системы отопления. От него зависит пропускная способность изделия. Однако без учета внешнего также не обойтись. Условный показатель – это округленное значение в дюймах. Маркировка осуществляется в долях или целыми числами. Помните, что в одном дюйме 25,4 миллиметра. При этом существует разная система измерений, которая отличается для разных материалов. Для полипропилена – это наружный диаметр, чугун или сталь — внутренний.
Расчет диаметра труб в частном доме
Определяя этот параметр при проектировании системы безопасности, следует учесть тепловую нагрузку.
Например, 100 Ватт на квадратный метр достаточно для поддержания в помещении комфортных условий. При этом учитывается, что высота потолков составляет 2,5 метра. Поэтому для комнаты площадью 20 квадратных метров потребуется 2 кВт тепловой энергии:
20х100 = 2000 Вт = 2 кВт.
Исходя из такого расчета, по таблице можно рассчитать диаметр. В нашем случае – ½ дюйма. Для своего рассчитанного параметра мощности также по таблице следует определить показатель. Все просто и понятно.
Расчет диаметра труб в квартире
По сути, в квартире параметр рассчитывается аналогично. Однако есть определенные нюансы. Например, при использовании в отопительной системе многоэтажного дома изделий с вдвое меньшим диаметром, чем это принято, в теплоснабжающей системе может нарушиться циркуляция.
Поэтому в таких случаях эти параметры диктуются общими условиями. И руководствоваться исключительно личными предпочтениями в условиях многоэтажного дома не получится.
При этом наружный размер трубы должен быть меньше внутреннего диаметра гильзы, в которой она проложена.
Выводы
Расчет системы отопления в частном доме или квартире выполнить достаточно сложно, поскольку итог зависит от различных факторов. Их все нужно учесть и посчитать. От правильности определения показателей зависит эффективность и даже работоспособность всей отопительной системы. Это один из тех важных элементов, которые составляют все систему в целом. Поэтому к определению этого параметра следует отнестись со всей ответственностью. И только в таком случае ваш дом или квартира будут теплыми и уютными в холодную пору.
Если эти вопросы кажутся вам очень сложными и непонятными, тогда лучше не терять времени, а, возможно, и силы, и сразу обращаться к мастерам. Их опыта и знаний зачастую достаточно, чтобы за короткий отрезок времени не только рассчитать, но и полностью организовать систему отопления на высоком уровне, в которой будут учтены все необходимые показатели и нормы. А вы будете наслаждаться результатами профессионального подхода.
Загрузка...
