Рассчитываем трубы отопления и водопровода
Рассчитываем трубы отопления и водопровода
В этой статье я расскажу вам о том, как профессионально посчитать диаметр трубы. Будут указаны полезные формулы. Вы узнаете какой диаметр трубы вам нужен для водопроводных труб. Также очень важно не путать, расчет подбора диаметра трубы для водоснабжения, от расчета для отопления. Так как для отопления бывает достаточно низкого потока движения воды. Формула расчета диаметра труб кардинально отличаются, так как для водоснабжения необходимы большие скорости потока воды.
О том, как рассчитать диаметр трубы для отопления описано тут: Расчет диаметра трубы для отопления
Что касается таблиц для расчета диаметра трубы, то об этом будет рассказано в других статьях. Скажу лишь то, что данная статья вам поможет найти диаметр труб без таблиц, по специальным формулам. А таблицы придуманы просто, упростить процесс вычисления. К тому же в этой статье Вы поймете, из чего складывается весь результат необходимого диаметра.
Чтобы получить расчет диаметра трубы для водоснабжения, необходимо иметь готовые цифры:
| — Расход потребления воды. — И потери напора от точки А до точки Б, пути трубопровода до точки потребления. |
Что касается расхода потребления воды , то тут примерно есть приблизительно готовый цифровой стандарт. Возьмем к примеру смеситель в ванной. Я опытным путем проверил, что для комфортного потока воды на выходе примерно равно: 0,25 литров в секунду. Эту величину и возьмем для стандарта по подбору диаметра для водного потока.
Есть еще одна не маловажная цифра. В квартирах это обычно стандарт. У нас в стояках для водоснабжения примерно стоит давление напора: Около 1,0 до 6,0 Атмосфер. В среднем это 1,5-3,0 атмосфер. Это зависит от этажности многоквартирного дома. В многоэтажных домах свыше 20 этажей, стояки могут быть разделены по этажности, чтобы не перегружать нижние этажи.
А теперь давайте приступим к алгоритму расчета необходимого диаметра трубы для водоснабжения. В этом алгоритме есть неприятная особенность, это то, что нужно делать расчет циклично подставляя в формулу диаметр и проверяя результат. Так как в формуле потерь напора существует квадратичная особенность и в зависимости от диаметра трубы резко изменяется результат потерь напора. Я думаю, больше трех циклов нам не придется делать. Также еще зависит от материала трубопровода. И так приступим!
Вот некоторые формулы, которые помогут найти скорость потока:
| S-Площадь сечения м 2 π-3,14-константа — отношение длины окружности к ее диаметру. r-Радиус окружности, равный половине диаметра Q-расход воды м 3 /с D-Внутренний диаметр трубы |
0,25л/с=0,00025м 3 /с
V=(4*Q)/(π*D 2 )=(4*0,00025)/π*0,012 2 =2,212 м/с
Далее находим число Рейнольдса по формуле:
ν=1,16*10 -6 =0,00000116. Взято из таблици. Для воды при температуре 16°С.
Δэ=0,005мм=0,000005м. Взято из таблици, для металлопластиковой трубы.
Далее сверяемся по таблице где находим формулу по нахождению коэффициента гидравлического трения.
У меня подпадает в первую область и я принимаю для расчета формулу Блазиуса.
λ=0,3164/Re 0,25 =0,3164/22882 0,25 =0,0257
Далее используем формулу для нахождения потерь напора:
| h-потеря напора сдесь она измеряется в метрах. λ-коеффициент гидравлического трения. L-длина трубопровода измеряется в метрах. D-внутренний диаметр трубы, то есть диаметр потока жидкости. Должен быть вставлен в формулу в метрах. V-скорость потока жидкости. Измеряется [Метр/секунда]. g-ускорение свободного падения равен 9,81 м/с 2 |
h=λ*(L*V 2 )/(D*2*g)=0,0257*(10*2,212 2 )/(0,012*2*9,81)=5,341 м.
И так: На входе у нас 2 атмосферы, что равно 20 метрам напора.
Если полученый результат 5,341 метров меньше входного напора, то результат нас удовлетворяет и диаметр трубы с внутренни диаметром 12мм подходит!
Если нет то необходимо увеличивать диаметр трубы.
Но имейти ввиду, если в расчет брать трубу, которая из подвала идет по стоякам к вам на пятый этаж, то результат возможно будет не удовлетворительным. А если у вас саседи будут отбирать поток воды, то и соответственно входной напор может уменьшится. Так что имейти ввиду про запас в два три раза уже хорошо. В нашем случае запас в четыре раза больше.
Давайте попробуем так ради эксперимента. У нас в трубе 10 метров в пути, имеются четыре угольника (колена). Это гидравлические сопротивления и они называются местными гидравлическими сопротивлениями. Для колена в 90 градусов имеется формула расчета:
| h-потеря напора сдесь она измеряется в метрах. ζ-Это коэффициент сопротивления. Для колена он равен примерно одному, если диаметр меньше 30мм. V-скорость потока жидкости. Измеряется [Метр/секунда]. g-ускорение свободного падения равен 9,81 м/с2 |
h=ζ*(V 2 )/2*9,81=0,249 м.
Так как у нас 4 угольника, то полученый результат умножаем на 4 и получаем 0,996 м. Почти еще один метр.
Стальная (железная) труба проложена длиной 376 метров с внутренним диаметром 100 мм, по длине трубы имеются 21 отводов (угловых поворотов 90°С). Труба проложена с перепадом 17м. То есть труба относительно горизонта идет вверх на высоту 17 метров. Характеристики насоса: Максимальный напор 50 метров (0,5МПа), максимальный расход 90м 3 /ч. Температура воды 16°С. Найти максимально возможный расход в конце трубы.
| D=100 мм = 0,1м L=376м Геометрическая высота=17м Отводов 21 шт Напор насоса= 0,5 МПа (50 метров водного столба) Максимальный расход=90м 3 /ч Температура воды 16°С. Труба стальная железная |
Найти максимальный расход = ?
Для решения необходимо знать график насосов: Зависимость расхода от напора.
В нашем случае будет такой график:
Смотрите, прерывистой линией по горизонту обозначил 17 метров и на пересечение по кривой получаю максимально возможный расход: Qmax.
По графику я могу смело утверждать, что на перепаде высоты, мы теряем примерно: 14 м 3 /час. (90-Qmax=14 м 3 /ч).
Ступенчатый расчет получается потому, что в формуле существует квадратичная особенность потерь напора в динамике (движение).
Поэтому решаем задачу ступенчато.
Поскольку мы имеем интервал расходов от 0 до 76 м 3 /час, то мне хочется проверить потерю напора при расходе равным: 45 м 3 /ч.
Находим скорость движения воды
Q=45 м 3 /ч = 0,0125 м 3 /сек.
V = (4•0,0125)/(3,14•0,1•0,1)=1,59 м/с
Находим число рейнольдса
ν=1,16•10 -6 =0,00000116. Взято из таблици. Для воды при температуре 16°С.
Δэ=0,1мм=0,0001м. Взято из таблицы, для стальной (железной) трубы.
Далее сверяемся по таблице, где находим формулу по нахождению коэффициента гидравлического трения.
У меня попадает на вторую область при условии
10•D/Δэ 0.25 =0,11•( 0,0001/0,1 + 68/137069) 0,25 =0,0216
Далее завершаем формулой:
h=λ•(L•V 2 )/(D•2•g)= 0,0216•(376•1,59•1,59)/(0,1•2•9,81)=10,46 м.
Как видите, потеря составляет 10 метров. Далее определяем Q1, смотри график:
Теперь делаем оригинальный расчет при расходе равный 64м 3 /час
Q=64 м 3 /ч = 0,018 м 3 /сек.
V = (4•0,018)/(3,14•0,1•0,1)=2,29 м/с
λ=0,11( Δэ/D + 68/Re ) 0.25 =0,11•( 0,0001/0,1 + 68/197414) 0,25 =0,021
h=λ•(L•V 2 )/(D•2•g)= 0,021•(376•2,29 •2,29)/(0,1•2•9,81)=21,1 м.
Отмечаем на графике:
Qmax находится на пересечении кривой между Q1 и Q2 (Ровно середина кривой).
Ответ: Максимальный расход равен 54 м 3 /ч. Но это мы решили без сопротивления на поворотах.
Для проверки проверим:
Q=54 м 3 /ч = 0,015 м 3 /сек.
V = (4•0,015)/(3,14•0,1•0,1)=1,91 м/с
λ=0,11( Δэ/D + 68/Re ) 0.25 =0,11•( 0,0001/0,1 + 68/164655) 0,25 =0,0213
h=λ•(L•V 2 )/(D•2•g)= 0,0213•(376•1,91•1,91)/(0,1•2•9,81)=14,89 м.
Итог: Мы попали на Нпот=14,89=15м.
А теперь посчитаем сопротивление на поворотах:
Формула по нахождению напора на местном гидравлическом сопротивление:
| h-потеря напора здесь она измеряется в метрах. ζ-Это коэффициент сопротивления. Для колена он равен примерно одному, если диаметр меньше 30мм. V-скорость потока жидкости. Измеряется [Метр/секунда]. g-ускорение свободного падения равен 9,81 м/с2 |
ζ-Это коэффициент сопротивления. Для колена он равен примерно одному, если диаметр меньше 30мм. Для больших диаметров он уменьшается. Это связано с тем, что влияние скорости движения воды по отношению к повороту уменьшается.
Смотрел в разных книгах по местным сопротивлениям для поворота трубы и отводов. И приходил часто к расчетам, что один сильный резкий поворот равен коэффициенту единице. Резким поворотом считается, если радиус поворота по значению не превышает диаметр. Если радиус превышает диаметр в 2-3 раза, то значение коэффициента значительно уменьшается.
Скорость 1,91 м/с
h=ζ•(V 2 )/2•9,81=(1•1,91 2 )/( 2•9,81)=0,18 м.
Это значение умножаем на количество отводов и получаем 0,18•21=3,78 м.
Ответ: при скорости движения 1,91 м/с, получаем потерю напора 3,78 метров.
Давайте теперь решим целиком задачку с отводами.
При расходе 45 м 3 /час получили потерю напора по длине: 10,46 м. Смотри выше.
При этой скорости (2,29 м/с) находим сопротивление на поворотах:
h=ζ•(V 2 )/2•9,81=(1•2,29 2 )/(2•9,81)=0,27 м. умножаем на 21 = 5,67 м.
Складываем потери напора: 10,46+5,67=16,13м.
Отмечаем на графике:
Решаем тоже самое только для расхода в 55 м 3 /ч
Q=55 м 3 /ч = 0,015 м 3 /сек.
V = (4•0,015)/(3,14•0,1•0,1)=1,91 м/с
λ=0,11( Δэ/D + 68/Re ) 0.25 =0,11•( 0,0001/0,1 + 68/164655) 0,25 =0,0213
h=λ•(L•V 2 )/(D•2•g)= 0,0213•(376•1,91•1,91)/(0,1•2•9,81)=14,89 м.
h=ζ•(V 2 )/2•9,81=(1•1,91 2 )/( 2•9,81)=0,18 м. умножаем на 21 = 3,78 м.
Складываем потери: 14,89+3,78=18,67 м
Рисуем на графике:
Ответ: Максимальный расход=52 м 3 /час. Без отводов Qmax=54 м 3 /час.
Чтобы в ручную не считать всю математику я приготовил специальную программу:
Расчет диаметра стальных труб для водоснабжения и отопления частного дома
При организации системы водоснабжения и автономного отопления частного дома необходимое мероприятие – расчет диаметра труб, который может производиться по формулам, таблицам, с помощью онлайн-калькуляторов. Точный расчет с учетом всех факторов, влияющих на выбор размера сечения, могут произвести только специалисты. В этой статье рассмотрены упрощенные варианты.
Основные правила выбора диаметра труб для системы отопления
Для расчета размера сечения трубопровода необходимы следующие данные:
- общие теплопотери дома;
- мощность отопительных приборов, установленных во всех комнатах;
- длина трубопровода;
- способ разводки системы (однотрубная, двухтрубная);
- способ циркуляции (естественный, принудительный).
Последствия выбора труб слишком малого сечения:
- трубопровод испытывает чрезмерно высокие нагрузки, что значительно сокращает его рабочий период;
- шумы в отопительной системе;
- в пиковые периоды подача тепла будет недостаточной.
Монтаж труб с большим запасом по размеру сечения приводит к:
- перерасходу финансов;
- снижению скорости потока, что может спровоцировать отложения на внутренних стенках трубы, которые приведут к уменьшению пропускной способности;
- слишком высокой инерционности системы;
- росту вероятности завоздушивания, что становится причиной преждевременного износа приборов отопления.
Расчет диаметра трубы отопления по таблице
Для определения внутреннего диаметра трубопровода, оптимального в конкретных условиях, необходимо знать желаемую скорость теплоносителя и необходимую тепловую мощность.
- Оптимальной считается скорость теплоносителя, находящаяся в диапазоне 0,3-0,7 м/с.
- Количество тепла для строений с высотой потолков до 3 м примерно высчитывается следующим образом: на 10 м 2 площади необходим 1 кВт тепловой энергии. Это весьма приблизительная теоретическая величина, которая сильно колеблется, в зависимости от степени теплоизоляции здания. Точное значение может определить только специалист. Для зданий со средним утеплением и теплоизолированными дверями и окнами обычно принимают повышающий коэффициент запаса 1,2.
Таблица соответствия внутреннего диаметра трубопровода системы отопления, скорости движения теплоносителя и необходимой тепловой мощности (для двухтрубных систем с принудительной циркуляцией) при разнице температур в прямой и обратной трубах 20°C
Внутренний диаметр, мм
Тепловой поток в кВт для скоростей теплоносителя в м/с
Как рассчитать диаметр трубопровода
Работать с калькулятором просто – вводи данные и получай результат. Но иногда этого недостаточно – точный расчет диаметра трубы возможен только при ручном подсчете с помощью формул и правильно подобранных коэффициентов. Как посчитать диаметр трубы по расходу воды? Как определить размеры газовой магистрали?
Трубопровод и необходимые к нему части
Профессиональные инженеры при расчете необходимого диаметра трубы чаще всего используют специальные программы, способные по известным параметрам рассчитать и выдать точный результат. Гораздо труднее строителю-любителю для организации систем водоснабжения, отопления, газификации выполнить расчет самостоятельно. Поэтому чаще всего при возведении или реконструкции частного дома применяют рекомендуемые размеры труб. Но не всегда стандартные советы могут учесть все нюансы индивидуального строительства, поэтому требуется вручную выполнить гидравлический расчет, чтобы правильно подобрать диаметр трубы для отопления, водоснабжения.
Расчет диаметра трубы для водоснабжения и отопления
Основным критерием подбора трубы отопления является ее диаметр. От этого показателя зависит, насколько эффективным будет обогрев дома, срок эксплуатации системы в целом. При малом диаметре в магистралях может возникнуть повышенное давление, которое станет причиной протечек, повышенной нагрузки на трубы и металл, что приведет к проблемам и бесконечным ремонтам. При большом диаметре теплоотдача системы отопления будет стремиться к нулю, а холодная вода будет просто сочиться из крана.
Пропускная способность трубы
Диаметр трубы напрямую влияет на пропускную способность системы, то есть в данном случае имеет значение количество воды или теплоносителя, проходящего через сечение в единицу времени. Чем больше циклов (перемещений) в системе за определенный промежуток времени, тем эффективнее происходит обогрев. Для труб водоснабжения диаметр влияет на исходное давление воды – подходящий размер будет только поддерживать напор, а увеличенный – снижать.
По диаметру подбирают схему водопровода и отопления, количество радиаторов и их секционность, определяют оптимальную длину магистралей.
Так как пропускная способность трубы является основополагающим фактором при выборе, следует определиться, а что, в свою очередь, влияет на проходимость воды в магистрали.
Таблица 1. Пропускная способность трубы в зависимости от расхода воды и диаметра| 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 |
Факторы влияния на проходимость магистрали:
- Давление воды или теплоносителя.
- Внутренний диаметр (сечение) трубы.
- Общая длина системы.
- Материал трубопровода.
- Толщина стенок трубы.
На старой системе проходимость трубы усугубляется известковыми, иловыми отложениями, последствиями коррозии (на металлических изделиях). Все это в совокупности снижает со временем количество воды, проходящей через сечение, то есть подержанные магистрали работают хуже, чем новые.
Примечательно, что этот показатель у полимерных труб не меняется – пластик гораздо менее, чем металл, позволяет шлаку накапливаться на стенках. Поэтому пропускная способность труб ПВХ остается такой же, как и в день их монтажа.
Расчет диаметра трубы по расходу воды
Определяем правильно расход воды
Чтобы определить диаметр трубы по расходу проходящей жидкости, понадобятся значения истинного потребления воды с учетом всех сантехнических приборов: ванны, кухонного смесителя, стиральной машины, унитаза. Рассчитывается каждый отдельный участок водопровода по формуле:
где qc – значение потребляемой воды каждым прибором;
q0 – нормируемая величина, которая определяется по СНиП. Принимаем для ванны – 0,25, для кухонного смесителя 0,12, для унитаза -0,1;
а – коэффициент, учитывающий возможность одновременной работы сантехнических приборов в помещении. Зависит от значения вероятности и количества потребителей.
На участках магистрали, где совмещаются потоки воды для кухни и ванны, для унитаза и ванны и т.д., в формулу добавляется значение вероятности. То есть возможности одновременной работы кухонного смесителя, крана в ванной, унитаза и других приборов.
Вероятность определяется по формуле:
Р = qhr µ × u/q0 × 3600 × N,
где N – число потребителей воды (приборов);
qhr µ — максимальный часовой расход воды, который можно принять по СНиП. Выбираем для холодной воды qhr µ =5,6 л/с, общий расход 15,6 л/с;
u – количество человек, использующих сантехнику.
Пример расчета расхода воды:
В двухэтажном доме имеется 1 ванная, 1 кухня с установленными стиральной и посудомоечной машиной, душевая кабина, 1 унитаз. В доме живет семья из 5 человек. Алгоритм расчета:
- Рассчитываем вероятность Р = 5,6 × 5/0,25 × 3600 × 6=0,00518.
- Тогда расход воды для ванной составит qc = 5× 0,25 ×0,00518=0,006475 л/с.
- Для кухни qc = 5× 0,12 ×0,00518=0,0031 л/с.
- Для туалета qc = 5× 0,1 ×0,00518=0,00259 л/с.
Рассчитываем диаметр трубы
Существует прямая зависимость диаметра от объема перетекающей жидкости, которая выражается формулой:
где Q – расход воды, м3/с;
d – диаметр трубопровода, м;
w – скорость потока, м/с.
Преобразовав формулу, можно выделить значение диаметра трубопровода, который будет соответствовать потребляемому объему воды:
Юлия Петриченко, эксперт
Скорость потока воды можно принять по таблице 2. Существует более сложный метод расчета скорости потока – с учетом потерь и коэффициента гидравлического трения. Это довольно объемный расчет, но в итоге позволяющий получить точное значение, в отличие от табличного метода.
Таблица 2. Скорость потока жидкости в трубопроводе в зависимости от ее характеристики| Перекачиваемая среда | Оптимальная скорость в трубопроводе, м/с | |
|---|---|---|
| ЖИДКОСТИ | Движение самотеком: | |
| Вязкие жидкости | 0,1-0,5 | |
| Маловязкие жидкости | 0,5-1 | |
| Перекачиваемые насосом: | ||
| Всасывающий трубопровод | 0,8-2 | |
| Нагнетательный трубопровод | 1,5-3 | |
| ГАЗЫ | Естественная тяга | 2-4 |
| Малое давление (вентиляторы) | 4-15 | |
| Большое давление (компрессор) | 15-25 | |
| ПАРЫ | Перегретые | 30-50 |
| Насыщенные пары при давлении | ||
| Более 105 Па | 15-25 | |
| (1-0,5)*105 Па | 20-40 | |
| (0,5-0,2)*105 Па | 40-60 | |
| (0,2-0,05)*105 Па | 60-75 | |
Пример: Рассчитаем диаметр трубы для ванной, кухни и туалета, исходя из полученных значений расхода воды. Выбираем из таблицы 2 значение скорости потока воды в напорном водопроводе – 3 м/с.
Тогда диаметр трубопровода определяется:
для ванной d = √(4*0,006475/3,14*3)=0,052 м
для туалета d = √(4*0,00259/3,14*3)=0,033 м
для кухни d = √(4*0,0031/3,14*3)=0,036 м
Как рассчитать диаметр газовой трубы
Газопроводная труба рассчитывается несколько иначе, чем водопроводная. Здесь основополагающими значениями являются:
- скорость и давление газа;
- длина трубы с потерями давления на фитинги;
- падение давления в допустимых пределах.
Расчет диаметра газовой трубы можно провести по формуле:
где di — внутренний диаметр трубопровода, м;
V´ — объемный расход сжатого воздуха, м³/с;
L — длина трубопровода с поправками на фитинги, м;
Δp — допустимое падение давления, бар;
pmax — верхнее давление компрессора, бар.
Таким образом, при выборе диаметра трубы важным параметром является пропускная способность, которая зависит от сечения и внутреннего размера магистрали. Поэтому нужно обязательно соизмерять такие данные, как допустимое давление, толщина стенок, внутренний диаметр трубы, свойства теплоносителя или газа.
А как вы подбираете размер трубопровода? Расскажите, по каким параметрам вы считали трубы для собственного дома?
Теплоотдача трубы – как рассчитать самому?
Вообще-то вы отчаянный человек, если решились на такое мероприятие. Теплоотдача трубы, конечно же, поддается расчетам и существует великое множество работ по теоретическому расчету теплоотдачи различных труб.
Начнем с того, что если вы затеяли проводить в доме отопление своими руками, то вы человек упорный и целеустремленный. Соответственно, уже составлен проект отопления, выбраны трубы: либо это металлопластиковые трубы отопления либо стальные трубы отопления. Радиаторы отопления тоже уже присмотрены в магазине.
Но, прежде чем всё это приобретать, то есть на проектном этапе, необходимо произвести условно-относительный расчет. Ведь теплоотдача труб отопления, просчитанная в проекте – это залог теплых зим для вашей семьи. Здесь ошибаться нельзя.
Методы расчета теплоотдачи труб отопления
Почему делается обычно упор на расчет теплоотдачи именно труб отопления. Дело в том, что для радиаторов отопления производственного изготовления все эти расчеты сделаны, и приводятся в инструкциях по применению изделий. Исходя из них, вы спокойно можете рассчитать необходимое количество радиаторов в зависимости от параметров вашего дома: объем, температура теплоносителя и т.д.
Таблицы. Это квинтэссенция всех необходимых параметров, собранных в одном месте. В Сети сегодня размещено великое множество таблиц и справочников для онлайн расчета теплоотдачи труб. В них вы узнаете, какова теплоотдача стальной трубы или чугунной трубы, теплоотдача полимерной трубы или медной.
Все, что необходимо при пользовании этими таблицами – знать начальные параметры вашей трубы: материал, толщина стенок, внутренний диаметр и т.д. И, соответственно, внести в поиск запрос «Таблица коэффициентов теплообмена труб».
В этот же раздел по определению теплоотдачи труб, можно отнести и использование мануальных Справочников по теплообмену материалов. Хотя, их все труднее и труднее находить, вся информация перекочевала в Интернет.
Формулы. Теплоотдача стальной трубы считается по формуле
Qтр=1.163*Sтр*k*(Tводы – Твоздуха)*(1-кпд изоляции трубы),Вт
где Sтр – площадь поверхности трубы, а
к – коэффициент теплопередачи от воды к воздуху.
Теплоотдача металлопластиковой трубы рассчитывается по другой формуле.
где — температура на внутренней поверхности трубопровода, °С; tc —температура на наружной поверхности трубопровода, °С; Q — тепловой поток, Вт; l — длина трубы, м; t — температура теплоносителя, °С; tвз — температура воздушной среды, °С; aн — коэффициент наружной теплоотдачи, Вт/м 2 · К; dн — наружный диаметр трубы, мм; l — коэффициент теплопроводности, Вт/м К; dв — внутренний диаметр трубы, мм; aвн — коэффициент внутренней теплоотдачи, Вт/м 2 · К;
Вы прекрасно понимаете, что расчет теплопроводности труб отопления – величина условно-относительная. В формулы вносятся усредненные параметры определенных показателей, которые могут, и отличаются от реально существующих.
Например, в результате проводимых экспериментов выяснено, что теплоотдача полипропиленовой трубы, расположенной горизонтально, чуть ниже, чем у стальных труб того же внутреннего диаметра, на 7-8%. Именно внутреннего, так как у полимерных труб толщина стенки немного больше.
Многие факторы влияют на итоговые цифры, полученные в таблицах и формулах, именно поэтому всегда делается сноска «примерная теплоотдача». Ведь в формулах не учитываются, например, теплопотери через ограждающие конструкции здания, выполненные из разных материалов. Для этого существуют соответствующие Таблицы поправок.
Тем не менее, воспользовавшись одним из методов определения теплоотдачи труб отопления, вы будете иметь общее представление о том, какие трубы и радиаторы отопления вам нужны для дома.
Удачи вам, строители своего теплого настоящего и будущего.
Рассчитываем трубы отопления и водопровода
На отопление 10 м2 помещения с высотой потолков не превышающих 3 м нужно около 1 кВт мощности отопительного котла. К данной цифре нужно добавить 10% запаса в любом случае и дополнительно увеличить ее еще в зависимости от условий (например, если есть неотапливаемый балкон, большая площадь остекления, плохая теплоизоляция и т.д).
По таблице внутренних диаметров труб находим полученное значение мощности в зоне, выделенной голубым цветом. В желтой зоне таблицы указан соответствующий мощности диаметр труб отопления.
Например, площадь помещения 20 кв. м., тогда необходимая мощность теплового потока — 2400 Вт.Наиболее подходящее значение в таблице 2453 Вт (на синем фоне).
Смотрим соответствующий ему диаметр труб отопления – 8 мм (на желтом фоне). Такому решению соответствует скорость движения потока 0,6 м/с (фиолетовый цвет) и расход воды 105 кг/ч (поле на голубом фоне).Стоит отметить, что при использовании однотрубной системы в ней наблюдается значительное падение мощности. Его необходимо компенсировать увеличением скорости движения теплоносителя, а значит уменьшать на соответствующих участках диаметр труб.Рассмотрим систему отопления, представленную на рисунке, с мощностью от котла 12 кВТ и четырьмя радиаторами.Расчет выполняется так:На зеленом участке мощность равна начальной 15 кВт.
По таблице 15000 Вт есть значения в колонках внутреннего диаметра 20 и 25 мм.Экономически целесообразнее брать меньший диаметр, то есть 20 мм.Затем на красном участке мощность составит 15 кВт – 3 кВт = 12 кВт. В таблице есть значение 12774 Вт, значит, можно оставить диаметр 20 мм.На синем участке мощность уже 12 кВт – 3 кВт = 9 кВт. Наиболее близким значением является 8622 Вт, значит, нужно уменьшить диаметр до 15 мм.На последнем оранжевом участке мощность 9 кВт – 3 кВт = 6 кВт, что также позволяет использовать трубы 15 мм.Зачастую в однотрубных системах используют радиаторы разной мощности, добавляя секции при отдалении от входа в систему.
В таком случае расчет производится аналогично.Часто люди намерены сами смонтировать трубы отопления или водопроводные конструкции в частном доме.Для этого необходимо тщательно провести расчет диаметра трубопровода. Ведь именно от него зависит пропускная способность той или иной системы, а, соответственно, и давление трубопровода. Чтобы правильно рассчитать все необходимые измерения, узнать необходимые характеристики, параметры, сделать расчет диаметра трубы, нужно понять, о чем конкретно идет речь.От расчета диаметра трубопровода зависит пропускная способность той или иной системы и давление трубопровода.Итак, что такое диаметр окружности трубы?Это тот отрезок, который проходит через две крайние точки на окружности, соединяет две точки на окружности сечения системы.Диаметр трубы является одним из важных габаритных размеров трубопровода.Дело в том, что расчет диаметра труб включает в себя несколько других основных параметров.Ими являются:Расчет расхода водыили любого другого вещества поможет правильно определить необходимый размер элементов, используемых при монтаже того или иного сооружения.Внутренний размер магистрали считается основной характеристикой всех элементов газопровода и водопровода, а также отопительных коммуникаций и подходящих для них фитингов и фасонных частей.Ду – диаметр, определяющий условный проход.Он обозначает номинальную величину внутреннего размера конструкции в мм.
Если значение не является целым, его округляют до нужной величины.Дн – значение, определяющее номинальный диаметр конструкции.Наружный размер изделий.Толщина стенки системы.Все знают, что такое труба, что такое детали магистрали, но как правильно провести расчет диаметра конструкции, мало кому известно. Например, чаще всего, называя размер изделия, продавец имеет в виду дюймы.В последнее время созданы специальные таблицы для перевода измерений элементов в привычные сантиметры и миллиметры.Расчет диаметра трубопровода включает в себя не только значение отрезка, проходящего посередине окружности и соединяющего точки, расположенные на ней. Для разных видов систем неспециалисту рассчитать диаметр довольно сложно.
Сюда будут входить и давление в трубах, и тип вещества, перемещаемого по системе, и длительность магистральной конструкции.Это значит, что параметры для систем водопровода и отопления будут разниться при одинаковых используемых деталях.Если средний расход воды равен около 3 куб. м/час., то обычно для такой нагрузки предназначаются трехдюймовый насос.Расчет расхода воды или любого другого вещества поможет правильно определить необходимый размер элементов, используемых при монтаже того или иного сооружения.Например, чтобы рассчитать точный диаметр используемых элементов для скважины на частном участке, нужно знать максимальное потребление воды в загородном доме. Это необходимо для оптимизации всех буровых работ – знать самый минимальный размер обсадной конструкции для водопровода.Если учитывать, что в частном доме будут использоваться один санузел, нужна вода на кухне, в стиральной машине, есть необходимость поливать весь участок, то можно предположить, что средний параметр водопровода будет равен около 3 куб.
м/час.Обычно для такой нагрузки предназначаются трехдюймовые насосы, подающие в систему водопровода или отопления определенное количество воды. Для каждого значения нагрузки должен быть выбран эквивалентный ей прибор.Сам насос имеет значение диаметра 75 см. Он не должен касаться стен обсадной конструкции – значит необходимо учесть обязательное свободное пространство между насосом и стенкой устройства.Так как основной диаметр обычно можно рассчитать по наружному периметру, то следует добавить сюда толщину стен устройства.
Итого, сложив вместе все значения, можно получить точные характеристики.Трубопроводные отопительные системыДля расчета диаметра таких систем трубопровода, как отопительные, требуется совершенно иной подход. Здесь основным параметром будет тепловая нагрузка на каждый участок системы отопления.Если помещение имеет стандартные по высоте потолки, то в среднем на 1 кв. м площади дома приходится до 100 Вт тепловой мощности.При расчете необходимого расхода транспортируемого вещества в системе трубопровода существует пропорциональная зависимость между пропускной способностью и диаметром трубы.Все эти цифры находятся в головах у специалистов.
Для обычных людей существуют таблицы соотношений для любых систем и перемещаемых веществ.Проводимые расчеты для таких напорных трубопроводов, как система водопровода или отопления, имеют несколько основных целей:определение пропускной способности (расхода) элементов и трубопровода в целом;уменьшение начального напора как на разных участках, так и во всей системе;определение правильного диаметра конструкции при точных данных расхода (пропускной способности) и уменьшении напора.При расчете необходимого расхода транспортируемого вещества в системе трубопровода существует пропорциональная зависимость между пропускной способностью и диаметром трубы.Гидравлический расчет.ФакторыГидравлический расчет труб в системе – это необходимый этап при планировании и проектировании таких сооружений, как система водопровода или отопления для частного дома, населенного пункта или предприятия.Чтобы провести правильные гидравлические расчеты, необходимо отталкиваться от следующих факторов:Гидравлический расчет труб в системе – это необходимый этап при планировании и проектировании таких сооружений, как система водопровода или отопления для частного дома, населенного пункта или предприятия.Максимальные объемы вещества, необходимого для каждого из конкретных потребителей.Расположение источника транспортируемого вещества и конкретного потребителя.Имеющееся в наличии схемы проектируемой системы отопления или водопровода, где указаны используемые материалы, из которых они изготовлены. Важное значение имеет и эквивалентный материал внутренней поверхности трубы.Максимальное давление в трубах.Длина всей системы и типы сопротивлений на разных участках трубопровода.Таблицы соотношений материалов, единиц измерений и др.Также в задачи, требующие сложных гидравлических расчетов, входят:Размер каждого участка магистральной конструкции, который обеспечивает доставку каждому потребителю.Рассчитанное давление в конструкции.Определение расхода в системе отопления или водопровода.На примере простой формулы можно рассчитать диаметр в домашних условиях, без привлечения специалистов:d=Q(3,14xW);ZxnG;где d – внутренний диаметр;W – тепловые потоки в кВт;Z – скорости теплоносителей в секундах (метров);nG – разности температуры в С (градусах);Q – квадратный корень.Согласитесь, подставив необходимые данные, которые в каждом случае индивидуальные и подставлять какие-то другие не имеет смысла, при проектировании простого трубопровода можно, в основном, обойтись и своими силами при расчетах.Однако сложные отопительные или водопроводные системы требуют, чтобы подход к проектированию был эквивалентный – другими словами, трудные случаи лучше доверить специалистам. Они помогут грамотно разработать систему трубопровода, которая прослужит долгое время и будет эксплуатироваться без каких-либо периодически возникающих проблем.Всегда учитывайте, что, зная необходимые размеры, а также характеристики, намного легче будет произвести устройство той или иной конструкции.Поделитесь полезной статьей:Похожие статьи:
Рассчитываем трубы отопления и водопровода
Считаем систему отопления
| Рассчитывать диаметр в каждой ветке Рассчитать расходы теплоносителя по веткам Рассчитать насос для отопления Рассчитать гидравлические сопротивление системы отопления |
Рассмотрим простенькую задачу
Имеется один котел и двухтрубная тупиковая система отопления. Смотри изображение.
| Радиаторов 6шт с разным потреблением тепла Котел 12 кВт Теплопотери здания 12 кВт Трубы металлопластиковые. |
| Диаметры трубопроводов каждой ветки Подобрать напор и расход насоса. |
Примем, что температура подающей линии 60 градусов, а обратной линии 50 градусов.
тогда, согласно формуле
1,163 — теплоемкость воды, Вт/(литр•°С)
где Т3=Т1-Т2 — разница температур между подающим и обратным трубопроводом.
Разница температур задается от 5 до 20 градусов. Чем меньше разница, тем больше расход и соответственно для этого увеличивается диаметр трубы. Если разница температур больше, то расход уменьшается, и диаметр трубы может быть меньше. То есть если вы зададите разницу температур равной 20 градусам, то расход будет меньше.
Чем меньше расход через радиатор, тем меньше тепла выдает радиатор.
Находим диаметр трубопровода.
Чтобы найти диаметр трубопровода необходимо задать сам диаметр и посчитать сопротивление, создаваемое в трубопроводе данным диаметром. Сопротивление поможет нам подобрать необходимый диаметр.
Чтобы найти сопротивление необходимо воспользоваться калькулятором гидравлического сопротивления:
Для наглядности необходимо схему привести в блочный вид
Поскольку, сопротивление в тройниках очень мало, его не стоит брать в расчет при расчете сопротивления в системе отопления. Так как сопротивление протяженности трубы будет многократно превышать сопротивление в тройниках. Ну, если Вы педант и хотите посчитать сопротивление в тройнике, то рекомендую в случаях, если расход больше идет на поворот в 90 градусов, то используйте местное сопротивление угла. Если меньше, то можно закрыть на это глаза. Если движение теплоносителя по прямой, то сопротивление очень мало.
| Сопротивление1 = ветка радиатора1 от тройника2 до тройника7 Сопротивление2 = ветка радиатора2 от тройника3 до тройника8 Сопротивление3 = ветка радиатора3 от тройника3 до тройника8 Сопротивление4 = ветка радиатора4 от тройника4 до тройника9 Сопротивление5 = ветка радиатора5 от тройника5 до тройника10 Сопротивление6 = ветка радиатора6 от тройника5 до тройника10 Сопротивление7 = путь трубы от тройника1 до тройника2 Сопротивление8 = путь трубы от тройника6 до тройника7 Сопротивление9 = путь трубы от тройника1 до тройника4 Сопротивление10 = путь трубы от тройника6 до тройника9 Сопротивление11 = путь трубы от тройника2 до тройника3 Сопротивление12= путь трубы от тройника8 до тройника7 Сопротивление13 = путь трубы от тройника4 до тройника5 Сопротивление14= путь трубы от тройника10 до тройника9 Сопротивление главной ветки = от трайника1 до трайника6 по линии котла |
На каждое сопротивление необходимо подобрать диаметр. В каждом участке сопротивления свой расход. На каждое сопротивление необходимо установить заявленный расход в зависимости от тепловых потерь.
Находим расходы на каждом сопротивлении.
Чтобы найти расход в сопротивление1 необходимо найти расход в радиаторе1.
Расчет подбора диаметра производится циклично:
| 1. Задаем внутренний диаметр трубы сопротивления 2. Находим сопротивления в метрах водяного столба 3. Сопротивлением корректируем диаметр. Если сопротивление превышает норму, увеличиваем диаметр, а также уменьшаем местные сопротивления, для того, чтобы получить необходимое оптимальное сопротивление. |
С помощью калькулятора гидравлических сопротивлений производим расчет.
Рассмотрим ветку от тройника3 через радиатор3 до тройника8.
По пути трубопровода следуют местные сопротивления:
| Угол 4шт Радиаторное расширение 1шт Радиаторное сужение 1шт Длина трубы 11метров. |
Расход в этом трубопроводе составляет Q3 = 258л/ч=4,3л/мин
Задаем трубу 16мм с внутренним диаметром 12мм=0,012 м
Заводим данные в калькулятор.
Калькулятор показал: Сопротивление3(R3) = 0,75м
Далее рассмотрим ветку от тройника3 через радиатор2 до тройника8.
Задаем трубу 16мм с внутренним диаметром 0,012 м
По пути трубопровода следуют местные сопротивления:
| Угол 2шт Радиаторное расширение 1шт Радиаторное сужение 1шт Длина трубы 1метр. |
Расход в этом трубопроводе составляет Q2 = 172л/ч=2,9л/мин
Заводим данные в калькулятор.
Калькулятор показал: Сопротивление2 = 0,07м
Для примера посчитаем, какой расход получиться при таких сопротивлениях.
По условию задачи на радиатор2 и радиатор3 необходим расход равный:
Q11 = Q2 + Q3 = 2,9+4,3=7,2л/м
Для этого подбираем сопротивление
Я примерно подобрал: 0,5м
Нужно подставить такой расход, при котором сопротивление будет равно 0,5м
Расход 11,6 > 7,2 поэтому уменьшаем сопротивление до: 0,2м
Q2=5,1л/м, а должен: 2,9л/м
Q3=2,1л/м, а должен: 4,3л/мин
Расход 7,2 = 7,2 значит расход верный.
Увеличиваем диаметр трубы на ветке3
Задаем трубу 26мм с внутренним диаметром 0,020 м
Задаем сопротивление: 0,07м
Расход 7,2 = 7,2 значит, результат подходит для нашей схемы.
Если R3 и R2 параллельны, то их расходы равны
то есть: R2=R3=0,07м
Далее находим сопротивление11 = путь от тройника2 до тройника3.
Расход в нем составляет: 7,2л/м
Длина трубы 5 метров
При внутреннем диаметре 20 сопротивление составило 0,05м
При внутреннем диаметре 26 сопротивление составило 0,016м
Я выбираю наименьшее сопротивление. Сопротивление11 равно сопротивлению12.
Общее сопротивление ветки от тройника2 по двум радиаторам(2,3) до тройника7 равно:
То есть: 0,016+0,016+0,07=0,102м назовем: Сопротивление(2,3,11,12)
Далее сопротивление1 параллельно сопротивлению(2,3,11,12).
Расход Q1 = 86л/ч=1.4л/мин
Сопротивление1 очень мало. Для увеличения сопротивления существуют запирающие краны обратного потока, которыми можно регулировать сопротивление.
Необходимо добавить расход на сопротивление1 на столько, чтобы:
Подводка к радиатору1 такая же как у радиатора2.
Углов 2шт. Длина трубы 16мм с внутренним диаметром 12мм. Расширение и сужение на входе радиатора.
Подставил расход: Q1 = 3,56л/м и получил сопротивление равное 0,102м
Поэтому расход Q7=Q1+Q11 = 3,56+7,2=10,76л/м
Чтобы оставить расход Q11 на должном уровне в 7,2л/м, следует увеличить расход Q7=10,76л/м.
Если сделать расход Q7=8.6л/м, то расход Q11 будет недостаточным.
Но обратите внимание на то, что расход в радиаторе1 увеличивается многократно, что тоже является экономически не выгодным фактом.
Движемся далее.
Находим сопротивление7 при расходе Q7= 10,76л/м
Выбираем трубу 26мм с внутренним диаметром 20мм=0,020м
Длина трубы 3 метра
R(1)= R(2,3,11,12)= R(1,2,3,11,12) потому, что они параллельны.
С первым этажом закончили, движемся на второй этаж.
Начинаем с крайнего радиатора6
Сопроитивление6
Задаем диаметр трубы 16мм с внутренним диаметром 0,012м
Длина трубы 11м, углов 4шт, расширение и сужение
Сопроитивление5
Задаем диаметр трубы 16мм с внутренним диаметром 0,012м
Длина трубы 1м, углов 2шт, расширение и сужение
R5 и R6 Параллельны, поэтому, чтобы не убавить расход на радиаторе6 находим расход Q5, чтобы сопротивление R5=R6=0,096м
Отклонения не большие оставим в таком положении
Сопроитивление13
Задаем диаметр 0,012м
Тогда задаем диаметр 0,016м
R(4,5,6,13,14)= R13+ R14+ R(5,6)=0,079+0,079+0,096=0,254м
Данное R(4,5,6,13,14) примерно равно R(1,2,3,7,8,11,12)=0,238м но все же это много, так как в цепь второго этажа войдут еще некоторые сопротивления.
Поэтому, нужно стремиться уровнять сопротивления.
Тогда увеличиваем диаметр 0,020м
R(4,5,6,13,14)= R13+ R14+ R(5,6)=0,027+0,027+0,096=0,15м
Сопроитивление4
Задаем диаметр трубы 16мм с внутренним диаметром 0,012м
Длина трубы 1м, углов 2шт, расширение и сужение
0,15м = 0,149м разница очень маленькая
R4 и R(4,5,6,13,14) Параллельны и одинаковы по сопротивлению при заданном расходе
Сопроитивление9
Задаем диаметр 0,020м
Длина трубы 13 метров
Сопротивление очень большое.
Задаем диаметр 0,026м
Длина трубы 13 метров
R(4,5,6,9,10,13,14)=R9+R10+ R(4,5,6,13,14)= 0,07+0,07+0,15=0.29м
Поскольку сопротивление второго этажа выше, поэтому расход будет больше в первом этаже.
Нужно стремиться к тому, чтобы было R(4,5,6,9,10,13,14)=R(1,2,3,7,8,11,12)
Общий расход равен
Q=19.91л/м = 1194л/ч = 1,19 м3/час
Общее сопротивление
Длина трубы 8 метров
Задаем диаметр 0,020м
Ответ: При расходе в 20 л/м сопротивление системы отопление составляет: 1м.
Далее, если известно сопротивление и расход системы отопления можно подобрать насос.
Как подобрать насос.
Конечно, еще необходимо учитывать сопротивление котла, которое можно принять примерно 0,5 м. В зависимости от диаметров прохода самого котла. Вообще если быть точнее, то необходимо в самом котле по трубкам рассчитать гидравлическое сопротивление. Как это сделать описано тут:
На этом статья закончена, если есть вопросы, пишите в комментарии.
Эта статья является частью раздела: Конструктор водяного отопления.
Заужение диаметра трубы отопления последствия
Заужение диаметра трубы отопления последствия
Правильный выбор: расчет диаметра трубы для отопления
Перед тем как устанавливать отопление в доме, сперва следует правильно произвести расчет диаметра труб Расчет будет рассматриваться на системах с принудительной вентиляцией. В таковых системах движение теплоносителя обеспечивает постоянно работающий циркуляционный насос. Когда выбирается диаметр труб, учитывается, что главная их задача – обеспечение доставки нужного количества тепла к приборам обогрева.
Данные: как рассчитать диаметр трубы для отопления
Для расчета диаметра трубопровода понадобятся такие данные: это и общие теплопотери жилища, и протяженность трубопровода, и расчет мощности радиаторов каждой комнаты, а также способ разводки. Развода может быть однотрубной, двухтрубной, иметь принудительную или естественную вентиляцию.
Также обратите внимание на маркировку у медных и полипропиленовых труб наружного диаметра. Внутренний же можно вычислить, отняв толщину стенки. У металлопластиковых и стальных труб внутренний размер проставляется при маркировке.
К сожалению, рассчитать точно сечение труб невозможно. Так или иначе, а придется выбирать вам из пары вариантов. Этот момент стоит пояснить: к радиаторам нужно доставить определенное количество тепла, добившись при этом равномерного нагрева батарей. Если речь идет о системах с принудительной вентиляцией, то делается это при помощи труб, насоса и самого теплоносителя. Все, что нужно – это прогнать за некий временной промежуток нужное количество теплоносителя.
Получается, что можно выбрать трубы меньшего диаметра, и теплоноситель подавать с большей скоростью. Можно сделать также выбор в пользу труб большего сечения, но интенсивность подачи теплоносителя уменьшить. Предпочтителен первый вариант.
Выбор скорости воды в системе отопления
Большая скорость воды и трубы меньшего диаметра – это наиболее частый выбор. Если увеличить диаметр трубы, то уменьшится скорость движения. Но последний вариант не так част, уменьшение движения не очень выгодно.
При выборе труб также следует учитывать и возможную скорость воды в системе отопления
Почему высокая скорость и меньший диаметр трубы выгоднее:
- Изделия меньшего диаметра стоят меньше;
- Работать с трубами меньшего диаметра в домашних условиях проще;
- Если прокладка открытая, они не так сильно привлекают внимание, а если укладка идет в стены или пол, то потребуются штробы меньшие по размеру;
- Небольшой диаметр обеспечивает меньшее количество теплоносителя в трубе, а это, в свою очередь, снижает инерционность системы, что экономит топливо.
Разработаны специальные таблицы, по которых определяется размер труб для дома. Такая таблица учитывает требуемое количество тепла, а также скорость движения теплоносителя, а также температурные показатели работы системы. Получается, чтобы осуществить подбор труб нужного сечения, находится необходимая таблица, и по ней подбирается диаметр. Сегодня может найтись и подходящая онлайн-программа, которая заменяет таблицу.
Схема разводки отопительной системы и диаметр труб для отопления
Схема разводки отопления всегда учитывается. Она может быть двухтрубной вертикальной, двухтрубной горизонтальной и однотрубной. Двухтрубная система предполагает как верхнее, так и нижнее размещение магистралей. А вот однотрубная система учитывает экономное использование длины магистралей, таковая подходит для отопления с естественной циркуляцией. Тогда двухтрубная потребуют обязательного включения насоса в схему.
Горизонтальная разводка бывает трех типов:
- Тупиковая;
- Лучевая или коллекторная;
- С параллельным движением воды.
К слову, в схеме однотрубной системы может быть и так называемая обходная труба. Она станет дополнительной магистралью для циркуляции жидкости, если отключился один или несколько радиаторов. Обычно на всякий радиатор устанавливаются запорные краны, которые позволяют перекрыть водную подачу в случае необходимости.
Какие могут быть последствия: заужение диаметра трубы отопления
Заужение диаметра трубы крайне нежелательно. Когда происходит разводка по дому, рекомендовано использовать одинаковый типоразмер – увеличить или уменьшить его не стоит. Возможным исключением будет только большая длина циркуляционного контура. Но и в этом случае нужно быть внимательным.
Многие специалисты не рекомендуют заужать диаметр труб, поскольку это может пагубно отразиться на всей системе отопления
Но почему же при замене стальной трубы на пластиковую заужается размер? Здесь все просто: при одинаковом внутреннем диаметре наружный же диаметр самих пластиковых труб больше. А значит отверстия в стенах и перекрытиях придется расширять, причем, серьезно – с 25 до 32 мм. А ведь для этого будет нужен специнструмент. Потому проще в эти отверстия пропустить трубы потоньше.
Но в этой же ситуации получается, что жильцы, которые произвели такую замену труб, на автоматике «украли» у своих соседей по данному стояку примерно 40% тепла и воды, проходящие по трубам. Потому стоит понимать, что толщина труб, самовольно заменяемая в тепловой системе – не вопрос частного решения, делать этого нельзя. Если стальные трубы меняются на пластиковые, расширять отверстия в перекрытиях, как ни крути, а придется.
Есть и такой вариант в данной ситуации. Можно при замене стояков в старые отверстия пропустить новые отрезочки стальных труб того же диаметра, длина их будет 50-60 см (это зависит от такого параметра, как толщина перекрытия). А потом они соединяются муфтами с пластиковыми трубами. Этот вариант вполне приемлем.
Расчет диаметра трубы для отопления: как рассчитать, скорость воды в системе, последствия заужения, теплоноситель
Расчет диаметра трубы для отопления предваряет расчет общих потерь тепла, мощности котла и мощности радиаторов для каждого помещения. Также выбирается способ разводки, составляется схема и расчеты.
Диаметр трубы отопления — метод подбора и расчет
При выборе труб отопления необходимо учитывать не только физико-механические свойства материала, из которого они изготовлены, но и протяжённость системы, и диаметр коммуникаций. Диаметр труб отопления оказывает немаловажное влияние на гидродинамику отопительной системы в целом. Неправильно подобранный размер сечения трубопровода становится причиной низких температур в помещении при значительных энергозатратах.
Распространённой ошибкой является мнение о том, что чем больше диаметр трубы, тем эффективнее будет циркулировать теплоноситель и, следовательно, тем теплее будет в доме. На практике, чрезмерно большое значение диаметра приводит к снижению давления в трубопроводе ниже нормы, вследствие чего теплоноситель в радиаторах имеет низкую температуру.
Правила подбора размеров труб отопления
При подборе диаметров труб для отопления следует, прежде всего, учитывать тип отопительной 
схемы. Если частный дом планируется подключить к центральной магистрали, то диаметр труб для отопления частного дома рассчитывается аналогично расчёту труб квартирных отопительных систем. В автономном отоплении размер сечения различен для систем с естественной циркуляцией и схем, подразумевающих наличие циркуляционного насоса.
Основные размерные параметры, учитываемые при подборе коммуникаций:
- Внутренний диаметр – основная характеристика трубы, измеряется в миллиметрах или округлённо – в дюймах.
- С целью сохранения для всех элементов системы проходного сечения, обеспечивающего расчётные условия для передачи жидкости, газа, пара, было введено понятие «условный проход».
Под условным проходом подразумевают средний диаметр трубы и арматуры в свету, соответствующий одному или нескольким наружным диаметрам. Истинный внутренний диаметр очень редко совпадает с величиной условного прохода
- Наружный диаметр является характеристикой, по которой подбираются пластмассовые и медные изделия
- Важный размер труб для отопления – толщина стенки, которая равна половине разницы внешнего и внутреннего диаметров
При проектировании отопительной системы необходимо правильно выбрать не только диаметр самих отопительных труб, но и размерные параметры гильзы, с помощью которой трубопровод прокладывается через стены. Внутренние диаметры гильз должны превышать внешние диаметры труб для отопления. При проектировании отопленной системы, состоящей из элементов, изготовленных из различных материалов, используют специальные таблицы соответствия диаметров.
Как рассчитать диаметр трубы отопления?
Точный диаметр отопительных коммуникаций определяется с помощью инженерных теплотехнических и гидравлических расчетов.
В расчётах принимают во внимание:
- выбранную схему разводки;
- скорость движения теплоносителя в системе – в среднем 1,5 м/с;
- расчётное охлаждение теплоносителя – разницу между его температурой на выходе из котла и при возвращении – 15-20 0 С;
- коэффициент сопротивления трубы – предоставляется производителем труб;
- диаметр входной-выходной трубы;
- требуемое количество тепла.
Стартовой точкой проекта отопления является вход-выход котла. Трубы для отопления – диаметр которых должен быть меньше диаметра выходной трубы котла — на начальном участке выполняют из металла, даже если весь трубопровод отопительной системы будет выполнен полимерными трубами.
Например, если из котла проложена центральная труба диаметром 1“, то её ветвление осуществляют трубами диаметром 3/4“. Подключение к приборам и ветка последнего прибора выполняются трубами диаметром 1/2“.
Решать вопрос, какой диаметр труб для отопления выбрать, целесообразно с привлечением дипломированных специалистов.
Давление и температура теплоносителя в системах отопления
В автономных отопительных системах температура труб отопления определяется самим хозяином. Установленных норм на этот параметр не существует, и его величина зависит от желания самого потребителя и коэффициента теплопередачи отопительных приборов.
Самый низкий коэффициент теплопередачи у чугунных, средний – у биметаллических, самый высокий – у алюминиевых радиаторов.
При определении количества радиаторов и числа секций в каждом приборе используется такая величина, как их паспортная тепловая мощность, которая принимается из расчёта, что температура воды в трубах отопления равна 75 0 С. Эта температура оптимальная, но не единственно правильная. При изменении погодных условий этот параметр корректируется. Нормальная температура теплоносителя в паровых системах – 120-130 0 С, в воздушных – 40-70 0 С.
Несмотря на то, что некоторые марки полипропиленовых изделий рассчитаны на температуры жидкого теплоносителя, достигающие 110 0 С, не рекомендуется поднимать температуру воды свыше 95 0 С. Если требуется повысить количество тепла, поступающего в помещение, то целесообразно либо сменить радиаторы на более эффективные модели, либо увеличить площадь их рабочей поверхности.
Важную роль в эффективном и безаварийном функционировании отопительной системы играет величина давления теплоносителя. Хозяин дома обязан знать, какое давление должно быть в трубах отопления. Для автономной отопительной системы нормальным считается давление, равное 1,5-2 атм.
Давление, равное 3 атмосферам, считается уже критическим и может привести к печальным последствиям. Для контроля этой величины в системе устанавливают манометры. Для предотвращения аварий из-за возникновения чрезмерного напора устанавливают расширительные баки.
При проектировании и монтаже отопительных систем важно соблюдение общестроительных правил и инструкций производителей отопительного оборудования. Любая ошибка, допущенная при устройстве отопительной системы, может не только снизить эффективность её работы, но и привести к возникновению аварийных ситуаций.
Виды труб для отопления и водоснабжения помещения
- Главная
- Отопление
- Виды труб для отопления и водоснабжения помещения
Виды труб для отопления и водоснабжения помещения
В квитанции на уплату коммунальных услуг самые большие цифры стоят напротив строки «отопление», а все из-за того, что трубопроводы старые, и потеря тепла от котельной, где его производят, до квартиры составляет почти 40%. Современные материалы и технологии позволяют вернуть потерянное тепло и сэкономить деньги квартиросъемщиков.
Поскольку большую часть системы отопления составляют трубы, то замена старых, как правило, стальных, чрезвычайно подверженных коррозии, заметно сбережет тепло.
Медные трубы в домах встретишь не часто. Они выдерживают высокое давление и большие температуры, но очень дороги.
Современные демократичные материалы для трубопроводов – полимерные, которые, в свою очередь, подразделяются на металлопластиковые, трубы из сшитого полиэтилена и полипропиленовые.
Преимущества и недостатки каждого вида труб
Трубы из металлопластика представляют собой слоеный пирог, в котором начинка – очень тонкая алюминиевая труба, снаружи и изнутри методом экструзии покрытая полиэтиленом. Основными достоинствами таких труб является их легкость, гибкость, отсутствие ржавчины.
Монтаж таких труб производится с помощью фитингов (угловых муфт, тройников, переходников, водных розеток и др.) Фитинги бывают цанговые (обжимные или компрессионные) и прессовые или пресс-фитинги. Монтаж трубопровода с использованием пресс-фитингов требует специального оборудования. Цанговые (компрессионные) фитинги разъемные, их, хотя и не желательно, но можно использовать повторно. Такие соединения предпочтительно использовать при монтаже трубопровода холодной воды. При монтаже ГВС применяют пресс-фитинги. Соединение в этом случае очень надежное, но не подлежит разъединению.
Также просто, как трубы из металлопластика, монтируются трубы из сшитого полиэтилена (РЕХ). Сшитый полиэтилен производится различными способами. Сегодня наилучшим считается пероксидный, результат которого — эластичные, однородные, неплавящиеся трубы. Они имеют маркировку РЕХ-а. Такие трубы не плавятся даже при 200 градусах притом, что рабочая температура – около 100 градусов. При эксплуатации этих труб внутри них практически отсутствуют какие-либо отложения. Качественной укладке металлопластиковых труб способствует их необыкновенная гибкость. Монтаж полиэтиленовых труб доступен практически каждому. Он требует минимум усилий и времени. Запрессованные соединительные пресс-втулки, разбираются при помощи строительного фена. Соединительные элементы используются многократно. Трубы из сшитого полиэтилена – отличный материал для монтажа труб для горячей и холодной воды.
Полипропиленовые трубы — еще один вид современного материала, позволяющий довольно легко и быстро обеспечить дом водой и теплом. Такие трубы бывают двух видов: армированные фольгой, которые используются для горячей воды, неармированные для монтажа водопровода с холодной водой. Толщина стенки трубы указывается в миллиметрах и тоже влияет на ее предназначение. PN20 – выдерживает высокие температуры, используется для горячей воды, PN10 – для холодной. Полипропиленовые трубы при качественном монтаже прослужат 50 лет. Они не боятся мороза, замерзшая в трубах вода не наносит им вреда. Полидиффузная сварка, применяемая для соединения труб, обеспечивает чрезвычайную надежность стыков (сварные стыки стальных труб, как правило, — самое уязвимое место трубопроводов). В состав полипропилена при изготовлении труб добавляют различные стабилизаторы, которые предохраняют трубы от перегрева солнечными лучами (ультрафиолет разрушительно действует на трубы), от воздействия кислорода, других агрессивных сред. Полипропилен является экологичным материалом. Его без вреда для здоровья можно использовать в жилых и офисных помещениях. Он обладает высокой электро- и антикоррозийной устойчивостью. В пользу труб из полипропилена говорит и статистика. Трубы из этого материала занимают второе место по продажам в линейке товаров подобного назначения.
Система отопления дома подобна кровеносной системе, где водонагревательный агрегат (котел) является сердцем, а трубы – сосудами этой системы. Но если система кровообращения у всех людей одинаковая, то схема разводки водяного отопления может иметь три варианта.
Однотрубная разводка. В этом случае горячая вода от котла последовательно переходит от одного радиатора к другому. Недостатком такой системы является сложность в управлении и разная, в зависимости от удаленности от котла, температура радиаторов.
Двухтрубная разводка более эффективна для частных домов. Она, конечно, дороже однотрубной, но такая разводка позволяет регулировать тепло в доме и обеспечивает равномерный нагрев радиаторов. При таком монтаже к каждому радиатору подводится две трубы, одна из которых является по сути обратной.
Коллекторная или лучевая разводка отопительной системы. При такой системе в шкафах на каждом этаже помещения устанавливаются коллекторы. Они служат для сбора теплоносителя. Такая система довольно проста в монтаже, позволяет регулировать температуру в каждом отдельном помещении, но за счет дополнительных труб и шкафов создаются довольно значительные затраты.
