Как правильно подобрать диаметр трубы для отопления дома?

Выбор диаметра трубы для отопления дома – серьёзная ответственная задача, и подходить к ней нужно не спеша; основательно всё взвесив и просчитав. В данной статье мы будем рассматривать системы с так называемой «принудительной циркуляцией». В такой системе движение воды происходит благодаря специальному «циркуляционному насосу», который работает без остановок.

Необходимые данные для расчета

Основная задача отопительных труб – доставить тепло к нагреваемым элементам (радиаторам) с минимальными потерями. От этого и будем отталкиваться при выборе правильного диаметра трубы для отопления дома. А вот чтобы рассчитать всё верно, нужно знать:

• длину трубы;
• потери тепла в здании;
• мощность элементов;
• какая будет разводка труб (естественная, принудительная, однотрубная или двухтрубная циркуляция).

Следующим пунктом после того, как у Вас на руках будут все вышеперечисленные данные, необходимо будет набросать общую схему: как, что и где будет расположено, какую тепловую нагрузку будет нести каждый отопительный элемент. Затем можно будет начинать высчитывать нужное сечение диаметра трубы для отопления дома.
Также следует быть внимательным при покупке:

• металлопластиковые и трубы из стали маркируются по размеру внутреннего диаметра, тут проблем нет;
• а вот полипропиленовые и медные – по внешнему диаметру. Следовательно, нам нужно либо измерять внутренний диаметр самостоятельно с помощью штангенциркуля, либо – от внешнего диаметра трубы для отопления дома отнять толщину стенок.

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

Выбираем диаметр для Вашего отопления

Не рассчитывайте на то, что вы сразу сможете правильно подобрать нужный Вам диаметр трубы для отопления дома. Дело в том, что получить желаемую эффективность можно разными путями.

Теперь более подробно. Что самое важно в правильной системе отопления? Самое важное — это равномерный нагрев и доставка жидкости во все нагревательные элементы (радиаторы). В нашем случае этот процесс постоянно поддерживает насос, благодаря которому за конкретный временной промежуток, жидкость движется по системе. Следовательно, выбирать мы можем только из двух вариантов:

• купить трубы большого сечения и, как следствие, небольшая скорость подачи теплоносителя;
• либо трубу маленького сечения, естественно давление и скорость движения жидкости при этом возрастёт.

Логически конечно лучше выбрать второй вариант диаметра труб для отопления дома, и вот по каким причинам:

• при наружной прокладке труб, они будут менее заметны;
• при внутренней прокладке (например, в стене или под полом), канавки в бетоне будут более аккуратные, и долбить их проще;
• чем меньше диаметр изделия – тем оно, естественно, дешевле, что тоже немаловажно;
• при меньшем сечении трубы общий объём теплоносителя также уменьшается, благодаря чему мы экономим топливо (электроэнергию) и снижаем инерционность всей системы.

Да и работать с тонкой трубой намного легче и проще, чем с толстой.

Формула расчета диаметра трубы для отопления дома

Для примера подберём сечение для трубы из меди в прямой зависимости от того насколько мощные радиаторы.

Все трубы изготавливаются по ГОСТу. Следовательно, заранее известны все диаметры, а также объем полезного тепла, которое они могут пропустить через себя в зависимости от сечения и давления. Поэтому не нужно рассчитывать каждый раз то, что уже давно посчитано и записано в специальных таблицах. Всё что требуется — это просто найти подходящую Вам таблицу с данными и по ней подобрать диаметр трубы для отопления дома.

Как создавались такие таблицы? Да очень просто. Берёте вот эту формулу для расчёта диаметра трубы, считаете, а результат – записываете, и так для всех сечений:

В которой:
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).

Можете сами попробовать всё посчитать.

Известно, что в индивидуальных системах отопления теплоноситель движется со скоростью 0,2-1,5 м/с. Также известно, что идеальная скорость должна быть в пределах 0,3-0,7 м/с. Если скорость больше, чем оптимальные показатели, то возрастает шумность, а если меньше – то могут появиться воздушные пробки. Для этого и существуют уже готовые таблицы. В них выбираем подходящую нам скорость.

Существуют таблицы для медных, полипропиленовых, металлических и металлопластиковых труб. В них есть уже готовые решения для работы в режиме средних и высоких температур. Для ясности, давайте разберёмся на конкретных примерах.

Расчет диаметра для двухтрубной системы отопления

Считать будем на примере простого дома в два этажа. На каждом из этажей имеем два крыла. В самом доме будет установлена двухтрубная система отопления с такими параметрами:

• в сумме потеря тепла – 36 кВт;
• потеря на 1-ом этаже – 20 кВт;
• потеря на 2-ом – 16 кВт;
• установлены трубы из полипропилена;
• работа системы в режиме 80/60;
• температура – 20 С.

Ниже показана таблица (а) исходя из данных которой, мы будем определять искомый диаметр трубы. В таблице зелёным цветом отмечены ячейки с наилучшей(оптимальной) скоростью движения жидкости.

Считаем.Через участок трубы, которая соединяет первую развилку и котёл, проходит весь объём жидкости, следовательно, и всё тепло, а это 38 кВт. Давайте определим, какую здесь нужно брать трубу. Берём нашу таблицу, в ней ищем соответствующую строчку, потом идём по зелёным ячейкам и смотри вверх. Что мы видим? А видим мы, что при таких параметрах нам подходит два варианта: 50 и 40 мм. Естественно (об этом писалось выше) выбираем меньший диаметр трубы для отопления дома 40 мм.

Дальше смотрим на развилку, которая разделяет движение теплоносителя на второй и первый этажи (16 и 20 кВт). Опять смотрим значения по таблице и получаем, что в оба направления нужен диаметр трубы 32 мм.

На каждом этаже у нас по два крыла. Контур также разделяется на две ветки. Считаем первый этаж:

Второй этаж по аналогии:

Опять берём нашу таблицу и определяем, что на данных участках нужна труба с сечением 25 мм. Также по таблице хорошо видно, что такой диаметр используем до тех пор, пока нагрузка не упадёт до 5 кВт, потом будем использовать трубы по 20 мм.

Важно! Из лично опыта могу сказать, на диаметр трубы в 20 мм лучше переходить, когда тепловая нагрузка будет не 5 кВт, а 3 кВт.

Вот таким нехитрым способом мы рассчитали все диаметры трубы для отопления дома нужных нам полипропиленовых труб для двухтрубной системы отопления.

Для обратной подачи воды не нужно рассчитывать ничего, там всё намного проще: всю разводку делаете трубами аналогичного диаметра, что и на прямую подачу. Как видите, ничего сложного нет. Нужна лишь хорошая, подходящая под конкретный случай, таблица.

Некоторые нюансы расчёта диаметра для металлических труб

Если Вы решили, что для системы отопления будете использовать металлические трубы, то нужно учитывать, что они теряют тепло. На небольших участках, это практически не заметно. Но вот на протяжённых системах может случиться так, что самые последние в цепи обогревательные элементы будут холодными или слегка тёплыми. Это тоже следствие неправильного выбора диаметра трубы. К счастью, потери тепла легко можно рассчитать:

Возьмём трубу диаметром 40 мм. Допустим стенка будет толщиной в 1.4 мм. Материал – сталь. Рассчитаем:

Вот и ещё одно доказательство того, почему нужно брать диаметр трубы для отопления дома с меньшим диаметром. Ведь ясно, что чем более толстая труба, тем намного больше мы потеряем тепла. А в данном примере мы получили потери в практически 50 Вт на 1 метр расстояния. И если система довольно протяжённая, то можно потерять всё тепло.

Но не расстраивайтесь! Такие точные расчёты нужны только для многоэтажных жилых домов. Для индивидуальных систем отопления всё проще: расчёты округляют в большую сторону и этим получают определённый запас.

Где брать таблицы?

Тут как раз всё просто. Обычно все подробные таблицы со всеми нужными данными можно посмотреть (или скачать себе) на сайтах производителей труб. Но бывает, что таблиц всё-таки нет. Можно выйти из такой ситуации следующим образом. Если нет таблиц для внешнего диаметра – то берёте для внутреннего, и рассчитываете по ней. Да, будут неточности, но, как показывает опыт, для принудительной циркуляции они совсем незначительны и допустимы.

Проанализировав огромное количество уже установленных и прекрасно работающих систем, специалисты заметили определённую закономерность по выбору сечения трубы. Она подходит в основном для малогабаритных автономных систем.

В частных домах, трубы, которые выходят из котла, чаще всего по размерам встречаются одна вторая и три четверти. Такой диаметр трубы для отопления дома используют до первой развилки, а на каждой следующей уменьшают сечение ровно на один шаг. Но такой способ применим только для квартир и одноэтажных домов, для многоэтажек, увы, придётся всё очень тщательно рассчитывать.

Если у нас частный дом или квартира, автономное отопление не более чем на 5-8 радиаторов и на 2-3 развилки, мы легко можем рассчитать всё сами. Нам понадобиться знать, в какой мере мощная каждая отопительная точка, потери тепла в помещении и хорошая таблица для подбора диаметра трубы.

Однако, как уже стало понятно, рассчитать сложную многоуровневую систему с многочисленными стыками и развилками доверьте опытным специалистам. Ну, а если Вы всё же решились сделать всё сами, то хотя бы почитайте статьи, такие как наша и проконсультируйтесь у специалистов.

Обустройство двухтрубной системы отопления

Согласно статистическим данным свыше 70% всех жилых зданий обогреваются посредством водяного отопления. Одной из его разновидностей является двухтрубная система отопления – именно ей посвящена данная публикация.

Радиатор на двухтрубном контуре

В статье рассмотрены преимущества и недостатки, схемы, чертежи и рекомендации по монтажу двухтрубной разводки своими руками.

Отличия двухтрубной системы отопления от однотрубной

Любая отопительная система представляет собой замкнутый контур, по которому циркулирует теплоноситель. Однако в отличие от однотрубной сети, где по одной и той же трубе вода поступает ко всем радиаторам поочередно, двухтрубная система предполагает разделение разводки на две линии – подающую и обратку.

Двухтрубная система отопления частного дома, в сравнении с однотрубной конфигурацией, имеет следующие преимущества:

1. Минимальные потери теплоносителя. В однотрубной системе выполняется поочередное подключение радиаторов к подающей линии, вследствие чего проходя сквозь батарею теплоноситель теряет температуру и в следующий радиатор поступает частично охлажденным. При двухтрубной конфигурации каждая из батарей соединена с подающей трубой отдельным отводом. Вы получаете возможность установить на каждый из радиаторов термостат, что позволит регулировать температуру в разных помещениях дома независимо друг от друга.
2. Низкие гидравлические потери. При обустройстве системы с принудительной циркуляцией (необходимо в зданиях большой площади) двухтрубная система требует установки менее производительного циркуляцонного насоса, что позволяет хорошо сэкономить.
3. Универсальность. Двухтрубная система отопления может быть использована в условиях многоквартирного, одно либо двухэтажного здания.
4. Ремонтопригодность. На каждом ответвлении подающего трубопровода можно установить запорную арматуру, что дает возможность отсечь подачу теплоносителя и выполнить ремонт поврежденных труб либо радиаторов без остановки всей системы.

Двухтрубная система отопления

Среди недостатков данной конфигурации отметим двукратное увеличение длины используемых труб, однако это не грозит кардинальным ростом финансовых затрат, поскольку диаметр применяемых труб и фитингов меньше, чем при обустройстве однотрубной системы.

Классификация двухтрубного отопления

Двухтрубная система отопления частного дома, в зависимости от пространственного расположения, классифицируется на вертикальную и горизонтальную. Более распространенной является горизонтальная конфигурация, которая предполагает подключение радиаторов на этаже здания к единому стояку, тогда как в вертикальных системах к стояку подключаются радиаторы разных этажей.

Применение вертикальных систем оправдано в условиях двухэтажного здания. Несмотря на то, что обустройство такой конфигурации обходится дороже ввиду необходимости использования большего количества труб, при вертикально расположенных стояках исключается возможность образования воздушных пробок внутри радиаторов, что повышает надежность системы в целом.

Вертикальная двухтрубная система

Также двухтрубная система отопления классифицируется по направлению движения теплоносителя, согласно которому она бывает прямоточной либо тупиковой. В тупиковых системах жидкость по трубам обратки и подачи циркулирует в разных направлениях, в прямоточных их движение совпадает.

В зависимости от способа транспортировки теплоносителя системы делятся на:

• с естественной циркуляцией;
• с принудительной циркуляцией.

Отопление с естественной циркуляцией может применяться в одноэтажных зданиях с площадью до 150 квадратов. В нем не предусмотрена установка дополнительных насосов – теплоноситель перемещается благодаря собственной плотности. Характерной особенностью систем с естественной циркуляцией является укладка труб под углом к горизонтальной плоскости. Их преимуществом является независимость от наличия электроснабжения, недостатком – отсутствие возможности регулировки скорости подачи воды.

В условиях двухэтажного здания двухтрубная система отопления всегда выполняется с принудительной циркуляцией. В плане КПД такая конфигурация более эффективна, поскольку вы получаете возможность регулировать расход и скорость движения теплоносителя с помощью циркуляционного насоса, который устанавливается на выходящей из котла трубе подачи. В отоплении с принудительной циркуляцией используются трубы сравнительно малых диаметров (до 20 мм), которые укладываются без уклона.

Какую разводку отопительной сети выбрать?

В зависимости от расположения подающего трубопровода двухтрубное отопление классифицируется на две разновидности – с верхней и нижней разводкой.

Схема двухтрубной системы отопления с верхней разводкой предполагает монтаж расширительного бака и разводящей магистрали в наивысшей точке отопительного контура, над радиаторами. Такую укладку невозможно выполнить в одноэтажном здании с плоской крышей, поскольку для размещения коммуникаций потребуется утепленный чердак либо специально отведенная комнатка на втором этаже двухэтажного дома.

Система с нижней разводкой

Двухтрубная система отопления с нижней разводкой отличается от верхней тем, что разводящий трубопровод в ней расположен в подвальном помещении либо в подпольной нише, под радиаторами. Крайним контуром отопления является труба обратки, которая устанавливается на 20-30 см ниже, чем подающая линия.

Это более сложная конфигурация, требующая подключения верхней воздушной трубы, по которой будут выводится излишки воздуха из радиаторов. При отсутствии подвального помещения дополнительные проблемы могут возникнуть из-за необходимости установки котла ниже уровня радиаторов.

Система с верхней разводкой

Как нижняя, так и верхняя схема двухтрубной системы отопления могут выполняться в горизонтальной либо вертикальной конфигурации. Однако вертикальные сети, как правило, выполняются с нижней разводкой. При таком монтаже нет необходимости устанавливать мощный насос для принудительной циркуляции, поскольку из-за разницы между температурами в трубе обратки и подачи создается сильный перепад давления, увеличивающий скорость движения теплоносителя. Если же ввиду особенностей планировки здания такую укладку сделать невозможно, обустраивается магистраль с верхней разводкой.

Делаем двухтрубную систему своими руками (видео)

Выбор диаметра труб и правила монтажа двухтрубной сети

Монтируя двухтрубное отопление крайне важно выбрать правильный диаметр труб, в противном случае вы можете получить неравномерный прогрев удаленных от котла радиаторов. У большей части котлов для бытовой эксплуатации диаметр подающего и обратного патрубка равен 25 либо 32 мм, что подходит для двухтрубной конфигурации. Если же вы имеете котел с патрубками 20 мм, лучше остановиться на однотрубной системе отопления.

Размерная сетка представленных на рынке полимерных труб состоит из диаметров 16, 20, 25 и 32 мм. Выполнять монтаж системы своими руками нужно с учетом ключевого правила: первая секция разводящей трубы должна соответствовать диаметру патрубков котла, а каждый последующий участок трубы после тройника ответвления на радиатор – на один типоразмер меньше.

Схема диаметров труб в двухконтурной системе

На практике это выглядит следующим образом – с котла выходит диаметр 32 мм, через тройник к нему трубой 16 мм подключен радиатор, далее после тройника диаметр подающей магистрали уменьшается до 25 мм, на следующем отводе к радиатору линии 16 мм после тройника диаметр уменьшается до 20 мм и так далее. Если же количество радиаторов больше, чем типоразмеров труб, необходимо разделять подающую магистраль на два плеча.

Выполняя монтаж системы своими руками придерживайтесь следующих рекомендаций:

• подающая и обратная магистраль должны располагаться параллельно друг другу;
• каждый отвод на радиатор необходимо оснастить запорным краном;
• распределительный бак, в случае его установки в чердачном помещении при монтаже сети с верхней разводкой, необходимо утеплять;
• крепление труб на стенах должно размещаться с шагом не более 60 см.

Обустраивая систему с принудительной циркуляцией важно правильно подобрать мощность циркуляционного насоса. Конкретный выбор делается исходя из размеров здания:

• для домов площадью до 250 м 2 достаточно насоса мощностью 3.5 м 3 /час и напором в 0.4 МПа;
• 250-350 м 2 – мощность от 4.5 м3/час, напор 0.6 МПа;
• свыше 350 м 2 – мощность от 11 м 3 /час, напор от 0.8 МПа.

Несмотря на то, что двухтрубное отопление своими руками устанавливать сложнее, чем однотрубную сеть, такая система благодаря высокой надежности и КПД полностью оправдывает себя в процессе эксплуатации.