Диаметр однотрубной системы отопления

Сравнение однотрубной и двухтрубной систем

При монтаже отопления ориентируются на два способа установки контура:

  • одноконтурный;
  • двухконтурный.

Отличием этих способов считают специфику подключения теплообменника к магистральному проводу. Одноконтурные представляют собой кольцевую замкнутую систему. В трубопровод устанавливают радиаторы, а магистраль протягивается от котла и замыкается на нем.

Двухконтурный метод представляет собой две линии, устанавливаемые параллельно. По верхнему уровню теплоноситель перемещается до радиаторов и обогревает помещение. По нижнему отработанная жидкость возвращается в котел для дальнейшего нагрева. При помощи такого способа удается обеспечить равномерный нагрев батарей в помещении. Затраты энергии на обогрев одного элемента снижаются.

Имеется двухэтажный дом с двухтрубной системой отопления по два крыла на каждом этаже. Использоваться будут полипропиленовые изделия, режим работы 80/60 с дельтой температур 20°C. Теплопотери дома составляют 38 кВт тепловой энергии. На первый этаж приходится 20 кВт, на второй 18 кВт. Схема приведена ниже.

Двухтрубная схема отопления двухэтажного дома. Правое крыло (кликните для увеличения размера)

Двухтрубная схема отопления двухэтажного дома. Левое крыло (кликните для увеличения размера)

Справа размещена таблица, по которой определять будем диаметр. Розоватая область — зона оптимальной скорости движения теплоносителя.

Таблица для расчета диаметра полипропиленовых труб отопления. Режим работы 80/60 с дельтой температур 20оС (кликните для увеличения размера)

Диаметр однотрубной системы отопления

Начинаем расчет.

  1. Определяем, какую трубу нужно использовать на участке от котла до первого разветвления. Через этот участок проходит весь теплоноситель, потому проходит весь объем тепла в 38 кВт. В таблице находим соответствующую строку, по ней доходим до тонированной розовым цветом зоны и поднимаемся вверх. Видим, что подходят два диаметра: 40 мм, 50 мм. Выбираем по понятным соображениям меньший — 40 мм.
  2. Снова обратимся к схеме. Там где поток разделяется 20 кВт идет на 1-й этаж, 18 кВт отправляется на 2-ой этаж.  В таблице находим соответствующие строки, определяем сечение труб. Получается, что обе ветки разводим диаметром 32 мм.
  3. Каждый из контуров разделяется на две ветки с равной нагрузкой. На первом этаже вправо и влево идет по 10 кВт (20 кВт/2=10 кВт), на втором по 9 кВт (18 кВт/2)=9 кВт). По таблице находим соответствующие значения для этих участков: 25 мм. Этот размер используется и далее до того момента, пока тепловая нагрузка не снизится до 5 кВт (по таблице видно). Далее идет уже сечение 20 мм. На первом этаже на 20 мм переходим после второго радиатора (смотрите по нагрузке), на втором — после третьего. В этом пункте есть одна поправка, внесенная накопленным опытом — лучше переходить на 20 мм  при нагрузке 3 кВт.

Все. Диаметры полипропиленовых труб для двухтрубной системы рассчитаны.   Для обратки сечение не рассчитывается, а разводка делаются такими же трубами, как и подача. Методика, надеемся,  понятна. Аналогичный расчет при наличии всех исходных данных провести будет несложно. Если решите использовать другие трубы — вам понадобятся другие таблицы, рассчитанные для нужного вам материала. Можете попрактиковаться на этой системе, но уже для режима средних температур 75/60 и дельтой 15°C (таблица расположена ниже).

Таблица для расчета диаметра полипропиленовых труб отопления. Режим работы 75/60 и дельта 15 °C (кликните для увеличения размера)

Чтобы правильно сделать отопление в квартире многоэтажного дома нужно изначально все спланировать. Одним из ключевых моментов при планировании является расчет диаметра трубы для отопления. Техническая часть дела называется гидравлическим расчетом. При этом на выбор диаметра труб для отопления влияют следующие факторы:

  • протяженность системы;
  • температура теплоносителя на подаче;
  • температура теплоносителя на обратке;
  • материалы и фурнитуры;
  • площадь помещения;
  • степень утомлённости помещения.

Иными словами, перед тем как рассчитать диаметр трубы для отопления, нужно определить гидравлические показатели системы. Самостоятельно можно провести только приблизительные расчеты, которые также могут быть использованы на практике.

диаметр труб для отопления в частном доме

Герметичная двухтрубная система

От диаметра труб для двухтрубной системы отопления напрямую зависит, насколько быстро тепло от котла будет достигать конечной точки контура. Чем меньше условный проход, тем скорость теплоносителя выше. Исходя из этого, можно сделать вывод, что при неправильном выборе диаметра трубы отопления в квартире в большую сторону, скорость теплоносителя упадет, а вместе с ней будет ниже температура в последнем радиаторе. Ведь вода за большее количество времени успеет отдать большее количество тепла.

Самым простым решением как рассчитать диаметр трубы для отопления это придерживаться такого же условного прохода, как и в патрубке, отходящего в вашу квартиру от центрального стояка. Это сэкономит вам время и нервы, ведь застройщиком неслучайно был установлен контур именно с таким сечением. Перед тем как объект начали строить были проведены все расчеты, гидравлический в том числе. Если есть желание посчитать все по формуле, то используйте информацию из следующего блока.

Для начала немного обобщим. Возьмём для примера расчет диаметра труб из полипропилена для отопления в частном доме. В основном для контура применяют изделия сечением 25 мм, а отводы к радиаторам ставят 20 мм. Благодаря тому, что размер труб для отопления в частном доме, использованных в качестве патрубков к батареям меньше, происходят следующие процессы:

  • скорость теплоносителя растет;
  • улучшается циркуляция в радиаторе;
  • батарея прогревается равномерно, что важно при нижнем подключении.

Также возможны комбинации диаметра основного контура 20 мм и отводов 16 мм.

Зная количество отапливаемых квадратных метров, мы можем рассчитать мощность котла и какой диаметр трубы выбрать для отопления. Чем мощнее нагреватель, тем большего сечения изделия можно использовать с ним в тандеме. Для обогрева одного квадратного метра помещения потребуется 0,1 кВт мощности котла.

Показатель зависит от региона и утепления стен. Суть в том, что чем больше теплопотери, тем мощнее должен быть нагреватель. Чтобы обойти сложные вычисления, которые в приблизительном расчете неуместны, просто нужно добавить 20% к мощности котла, рассчитанной выше;

Допускается скорость теплоносителя в диапазоне от 0,2 до 1,5 м/с. При этом в большинстве расчетов диаметра труб для отопления с принудительной циркуляцией принято брать среднее значение в 0,6 м/с. При такой скорости исключается появление шума от трения теплоносителя об стенки;

  • насколько остывает теплоноситель.

Для этого от температуры подачи отнимают температуру обратки. Естественно, точных данных вы не можете знать, тем более что находитесь на этапе проектирования. Поэтому оперируйте средними данными, которые составляют 80 и 60 градусов, соответственно. Исходя из этого, теплопотери составляют 20 градусов.

Теперь сам расчет как подобрать диаметр трубы для отопления. Для этого возьмем формулу, в которой изначально есть две постоянные величины, сумма которых составляет 304,44.

304,44 х (120 х 0,1 20%) / 20 / 0,6 = 368,328

Чтобы определить диаметр труб для отопления вам понадобится схема с расставленными значениями тепловой нагрузки на каждом элементе

Теперь вычислим корень квадратный из 368,328, что равно 19,11 мм. Перед тем как выбрать диаметр трубы для отопления, еще раз делаем акцент на том, что это так называемый условный проход. У изделий из разного материала отличается толщина стенок. Так, например, у полипропилена стенки толще, чем у металлопластика.

выбор диаметра труб для отопления

Соотношение наружного и внутреннего диаметра полипропиленовых труб

Для удобства воспользуемся таблицей.

По результатам таблицы можно сделать вывод:

  • если достаточно номинального давления в 10 атмосфер, то подходит наружное сечение трубы для отопления в 25 мм;
  • если требуется номинальное давление в 20 или 25 атмосфер, то 32 мм.

Мы уже выяснили, как рассчитать трубы для отопления, и какой диаметр нужен для обоих видов систем. Для закрытых контуров, при площади помещения от 120 м2, этот показатель составляет 32 мм для полипропилена. При этом условный проход для изделий с номинальным давление 20 и 25 атмосфер составляет 21,2 мм. Для изделий с номинальным давлением 10 атмосфер условный проход составляет 20,4 мм, а наружный диаметр 25 мм.

Перед тем как рассчитать количество труб для отопления, сравним выгоды от монтажа однотрубной («Ленинградки») и двухтрубной («попутки») системы:

  • КПД – однозначно, «попутки» эффективнее обогревают помещение, чем однотрубные;
  • экономия средств – все, что можно сэкономить на «Ленинградке» это какой-то отрезок контура и все.

Количество тройников будет одинаковым, кранов тоже, а вот переходников, возможно, потребуется больше. Представьте контур, от которого с небольшим промежутком отходит два патрубка. Один из них идет на вход в радиатор, а второй возвращает теплоноситель обратно в систему. Получается что отрезок между патрубками – это байпас.

Отзывы по работе системы с принудительной циркуляцией

Работа водяного отопления базируется на канонах физики и обеспечивается непрерывно циркулирующим внутри контура потоком жидкого теплоносителя, нагреваемого котлом.

  • Гидравлическое давление создаётся за счёт теплового расширения и увеличения объёма воды.
  • Дальнейшее движение воды основано на принципах конвекции и силы тяжести. Тепловое расширение снижает плотность воды, делая её более лёгкой. Благодаря этому горячий теплоноситель устремляется вверх, подталкиваемый снизу ещё ненагретой или уже остывшей водой.
  • Горячий теплоноситель, проходя через теплообменники и передавая им тепловую энергию, нагревает их, плавно остывая.
  • Холодная жидкость вновь устремляется к котлу, где снова нагревается и процесс реверсируется.

Большинство владельцев домов с одноконтурным отоплением с принудительной циркуляцией отзываются о ней крайне положительно, прежде всего, из-за простоты монтажа и технического обслуживания. Все пользователи сходятся в едином мнении: «Чтобы в доме было тепло, отопительный контур не стоит упрощать».

Интересно! Некоторые хозяева, чтобы не переделывать одноконтурные системы отопления старого типа с целью их модификации, просто дополняют их инфракрасным отоплением.

Подача воды к котлу естественное двухтрубное отопление в ленинградке

Точно рассчитать, какого сечения трубы вам нужны, не получится. Придется выбирать из нескольких вариантов. А все потому, что добиться одинакового эффекта можно разными способами.

Поясним. Нам важно доставить к радиаторам нужное количество тепла и добиться при этом равномерного нагрева радиаторов. В системах с принудительной циркуляцией делаем мы это при помощи труб, теплоносителя и насоса. В принципе все, что нам нужно, — это за определенный промежуток времени «прогнать» определенное количество теплоносителя.

  • стоимость изделий меньшего диаметра ниже;
  • с ними работать легче;
  • при открытой прокладке они не так привлекают внимания, а при укладке в пол или стены требуется меньшие по размерам штробы;
  • при небольшом диаметре в системе находится меньше теплоносителя, что снижает ее инерционность и ведет к экономии топлива.

    Расчет диаметра медных труб отопления в зависимости от мощности радиаторов

Так как есть определенный набор диаметров и определенное количество тепла, которое по ним нужно доставить, каждый раз считать одно и то же — неразумно. Потому были разработаны специальные таблицы, по которым в зависимости от требуемого количества тепла, скорости движения теплоносителя и температурных показателей работы системы, определяется возможный размер. То есть для определения сечения труб в системе отопления находите нужную таблицу и по ней подбираете подходящее сечение.

Расчет диаметра труб для отопления производился по такой формуле (при желании можете посчитать). Затем рассчитанные значения записывались в таблицу.

Формула расчета диаметра трубы отопления

D — искомый диаметр трубопровода, мм∆t° — дельта температур (разница подачи и обратки), °СQ — нагрузка на данный участок системы, кВт — определенное нами количество тепла, необходимое на обогрев помещенияV — скорость теплоносителя, м/с — выбирается из определенного диапазона.

Диаметр однотрубной системы отопления

В системах индивидуального отопления скорость движения теплоносителя может быть от 0,2 м/с до 1,5 м/с. По опыту эксплуатации известно, что оптимальная скорость находится в пределах 0,3 м/с — 0,7 м/с. Если теплоноситель движется медленнее, возникают воздушные пробки, если быстрее — сильно возрастает уровень шумов.

Оптимальный диапазон скоростей и выбирают в таблице. Таблицы разработаны для разных видов труб: металлических, полипропиленовых, металлопластиковых, медных. Рассчитаны значения для стандартных режимов работы: с высокими и средними температурами. Чтобы процесс подбора был более понятен, разберем конкретные примеры.

Принцип остается тем же, меняется методика. Давайте используем другую таблицу для определения диаметра труб с иным принципом занесения данных. В ней оптимальная зона скоростей движения теплоносителя окрашена в голубой цвет, значения мощностей находятся не в колонке сбоку, а внесены в поле. Потому сам процесс немного другой.

Таблица для расчета диаметра труб отопления

По этой таблице рассчитаем внутренний диаметр труб для простой однотрубной схемы отопления на один этаж и шесть радиаторов, подключенных последовательно. Начинаем расчет:

  1. На вход системы от котла подается 15 кВт. Находим в зоне оптимальных скоростей (голубой) значения близкие к 15 кВт. Их два: в строке размером 25 мм и 20 мм. По понятным причинам, выбираем 20 мм.
  2. На первом радиаторе тепловая нагрузка снижается до 12 кВт. Находим это значение в таблице. Получается, что от него идет дальше такого же размера —  20 мм.
  3. На третьем радиаторе нагрузка уже 10,5 кВт. Определяем сечение  — все те же 20 мм.
  4. На четвертый радиатор, судя по таблице, идет уже 15 мм: 10,5 кВт-2 кВт=8,5 кВт.
  5. На пятый идет еще 15мм, а после него уже можно ставить 12 мм.

    Схема однотрубной системы на шесть радиаторов

Еще раз обратите внимание, что в расположенной выше таблице определяются внутренние диаметры. По ним затем можно найти маркировку  труб из нужного материала.

Кажется, проблем с тем, как рассчитать диаметр трубы отопления, быть не должно. Все достаточно понятно. Но это справедливо для полипропиленовых и металлопластиковых изделий — у них теплопроводность невысокая и потери через стенки незначительные, потому при расчете их во внимание не берут. Другое дело — металлы — сталь, нержавейка и алюминий.  Если протяженность трубопровода значительная, то и потери через их поверхность будут значительными.

Этот метод основан не на расчетах, а на закономерности, которая прослеживается при анализе достаточно большого количества систем отопления. Это правило выведено монтажниками и используется ими на небольших системах для частных домов и квартир.

Диаметр труб можно просто подобрать следуя определенному правилу (кликните для увеличения размера)

Из большинства котлов отопления выходят патрубки подачи и обратки двух размеров: ¾ и ½ дюйма. Вот такой трубой и делается разводка до первого разветвления, а дальше на каждом разветвлении размер уменьшается на один шаг.  Таким способом можно определить диаметр труб отопления в квартире. Системы обычно небольшие — от трех до восьми радиаторов в системе, максимум — две-три ветки по одному-два радиатора на каждой.

Нужный показатель тепловой мощности рассчитывается по следующему алгоритму: на отопление 10м² требуется 1,2 кВт (с учётом запаса). Если помимо отопления на котёл будет возлагаться функция ГВС, к полученному результату прибавляется ещё 5 кВт.

Для организации ГВС выбираются двухконтурные модели. Если же котёл выполняет лишь функцию отопления, достаточно одного контура.

Стальные теплообменники устойчивы к ударным и температурным нагрузкам, однако средний срок их службы не превышает 8-10 лет. Несмотря на восприимчивость чугуна к механическим повреждениям и температурным перепадам, чугунный теплообменник прослужит в 2 раза дольше.

По форме теплообменники могут быть трубчатыми или пластинчатыми. Первые более прочные, но дорогие и при этом характеризуются пониженной теплоотдачей. Пластинчатые лишены этого недостатка и стоят гораздо дешевле. Повышенные требования к чистоте носителя в отоплении с принудительной циркуляцией – не проблема, т.к. наличие в системе насоса всё равно потребует установки фильтра.

  • Принцип отвода продуктов сгорания.

В атмосферных моделях отработанные газы выводятся через дымоход под действием силы тяги, что предъявляет жёсткие требования к обустройству дымоотводящего контура и организации котельной. Турбированные же модели изначально оборудованы опцией нагнетания тяги, а продукты сгорания отводятся через небольшой коаксиальный дымоход или специальную трубу.

Выделяют настенные и напольные котлы. Выбирая настенную модель, Вы экономите на ряде дополнительных приборов, которые, как правило, изначально интегрируются производителем в корпус агрегата (насос, редуктор давления, манометр, воздухоотводчик и расширительный бак). Это во многом облегчает монтаж всего отопительного контура. Однако при большей стоимости настенные котлы не столь долговечны. Средний срок их «жизни» не превышает 10 лет.

Диаметр однотрубной системы отопления

Напольные котлы не так богаты комплектацией, но зато прослужат в 5 раз дольше. К тому же выход из строя одного из элементов отопительного контура, установленного вне котла, не потребует замены самого теплогенератора.

Газовый

Если дом газифицирован, лучше отдавать приоритет газовому котлу. Дешёвое топливо, бесперебойная подача, удобство и безопасность эксплуатации – главные достоинства современного газового отопления.

Из недостатков – необходимость разработки тщательно-продуманного проекта, его согласование и получения разрешающих документов в газорегулирующей компании. Кроме того жёсткие требования предъявляются к обустройству отдельной котельной. Если же нет возможности выделить под неё место, от газового котла придётся отказаться.

Необходимость систематического контроля достаточности топлива не делает твердотопливные котлы популярными. Чаще всего они используются на дачах, не предназначенных для регулярного проживания.

Тип котла Классический Пиролизные Длительного горения
Вид топлива Дрова, уголь Дрова, пеллеты,
брикеты, уголь
Уголь, древесина, брикеты
Максимальное время горения 1 закладки 8 часов (уголь), 4 часа (дрова) 12 часов 5 суток
Отличительные особенности Дешевизна Возможность регулирования температуры
нагрева теплоносителя
Энергоэкономичность

Электрический

Электрические котлы популярны, прежде всего, из-за отсутствия жёстких требований к их установке и эксплуатации. Однако зависимость от электроэнергии на фоне возможных перебоев с ней заставляет продумывать резервные схемы питания. Учитывая, что для отопления с принудительной циркуляцией альтернативу сетевой электроэнергии всё равно придётся искать, энергозависимость электрокотлов – не причина от них отказываться.

На рынке представлены две модификации электрических теплогенераторов – тэновые и электродные. Тэновые более востребованы, но при этом энергозатратны. Электродные позволяют существенно сэкономить, однако использовать обычную дистиллированную воду в качестве носителя не получится, её нужно будет предварительно ионизировать.

Прежде всего, трубопровод должен быть устойчив к высоким температурам и давлению, создаваемому циркуляционным насосом. При этом учитывается не только материал труб (фитингов, запорной арматуры), но и их диаметр.

Металл

Для чего нужна принудительная циркуляция

Различают одноконтурное и двухконтурное водяное отопление. Ключевое их отличие заключается в принципе подсоединения теплообменников к отопительной магистрали.

  • Однотрубка – это один замкнутый контур кольцевого типа. Трубопровод, в который последовательно интегрируются батареи, протягивается от теплогенератора и замыкается на нём. Нагретый теплоноситель линейно проходит по ветке контура и только после этого возвращается в котёл. Такая модель проста в реализации, минимизирует число комплектующих, что позволяет существенно сэкономить.
  • Двухтрубная система – это по сути 2 параллельных контура. По одному теплоноситель доставляется к радиаторам, а в другому производится слив отработанного и остывшего теплоносителя из радиаторов и его доставка обратно к теплогенератору. Эта схема позволяет добиваться максимального и равномерного прогрева радиаторов по всему контуру, а также регулировать энергозатраты по каждой батарее. Однако её обустройство обойдётся в 2 раза дороже однотрубного контура.

Чтобы отопление с естественным движении теплоносителя исправно работало, трубы устанавливают под наклоном. В малогабаритных одноэтажных домах это требование, как правило, не вызывает сложностей. Чем больше метраж и этажность, тем сложнее придерживаться норматива. Любое отклонение приведёт к завоздушиванию, нарушению хода жидкости и её перегреву. Последнее может вывести из строя отопительный контур.

Вдобавок в одноконтурном гравитационном отоплении вода, проходя по магистрали, постепенно остывает. Как следствие, крайние батареи прогреваются в меньшей степени.

Проблемы решает установка циркуляционного насоса. Он ускоряет ток теплоносителя, минимизируя теплопотери.

Для эффективной и устойчивой работы отопления помимо труб, теплообменников и насоса потребуется ряд других приборов:

  • Расширительный бак (экспансомат).
  • Распределительный коллектор.
  • Накопительный бак (для твердотопливного котла без автоматической загрузки топлива).
  • Так называемая группа безопасности, состоящая из манометра, термометра и предохранительного клапана.
  • Фильтр грубой очистки.
  • Краны для наполнения и слива контура.
  • Воздухосборник.
  • Байпасы с игольчатыми клапанами.
  • Краны Маевского (их можно заменить сепаратором воздуха).
  • Обратный клапан (если планируется дополнительная подпитка трубопровода).

При упрощённом варианте одноконтурного отопления, рассчитанном на небольшой дом в 1 этаж, от некоторых приборов можно отказаться, что позволит существенно сэкономить. Если же Вы стремитесь сделать отопление энергоэффективным и площадь дома превышает 60 м², излишняя экономия обернётся «головной болью».

В естественных системах, чтобы носитель равномерно распределял тепло в батареях отопления, трубы монтируют с уклоном.  В одноэтажных частных домах такие условия соблюдать легко. При установке труб по большому периметру и на несколько этажей в системе могут возникать воздушные пробки. Кроме того, жидкость остывает и крайние радиаторы не получают энергии.

При воздушной пробке теплоноситель прекращает движение, что приведет к перегреву и преждевременному выходу из строя некоторых приборов нагревательного котла. Для устранения таких проблем и неисправностей необходимо применять циркуляционный насос. С его помощью можно сократить потери тепла и ускорить перемещение жидкости в системе.

Насос для принудительной циркуляции

Как рассчитать однотрубную систему отопления

Крупные системы отопления, обустроенные при помощи металлических труб, требуют учета теплопотерь через стенки. Хотя в среднем эти показатели достаточно низкие, однако на очень длинных ветках суммарное значение потерянной энергии достаточно высокое. Нередко из-за этого последние батареи в отопительном контуре нагреваются недостаточно хорошо. Причина здесь одна – был неправильно выбран диаметр труб.

Примером послужит определение потерь стальной трубы 40 мм, при толщине стенок 1,4 мм. Для расчета используется формула q = kх3.14х(tв-tп), где q — тепловые потери метра трубы, k -линейный коэффициент теплопередачи (в этом случае он соответствует 0,272 Вт*м/с), tв — температура воды внутри ( 80 градусов), tп — температура воздуха в комнате ( 22 градуса).

расчет диаметра трубы для отопления

q = 0,272х3,15х(80-22) = 49 Вт/с

Вырисовывается такая картина, что каждый метр трубы теряет тепло в количестве почти 50 Вт. На очень длинных трубопроводах суммарные потери могут быть просто катастрофическими. При этом объемы утечек напрямую зависят от сечения контура. Для учета подобных потерь к показателю снижения тепловой нагрузки на батарее необходимо добавить схожий показатель на трубопроводе. Определение оптимального диаметра трубопровода проводится с учетом суммарного значения утечек.

Обычно в автономных системах обогрева данные показатели не являются критичными. К тому же, во время процедуры по определению теплопотерь и мощности котлов, полученные данные обычно округляют в сторону увеличения. Благодаря этому создается страховочный запас, освобождающий от проведения сложных вычислений.

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.

Это важно! Маркировка стальных и чугунных труб устанавливается по внутреннему сечению, медных и металлопластиковых – по внешнему. . Довольно часто диаметр труб указывается в дюймах

Перевести их в более привычные для нас миллиметры просто – в одном дюйме содержится 25,4 мм.

Довольно часто диаметр труб указывается в дюймах. Перевести их в более привычные для нас миллиметры просто – в одном дюйме содержится 25,4 мм.

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.

Если требуются точные расчеты, можно призвать на помощь готовые специальные программы, либо произвести вычисления по формулам. В первую очередь, определяется тепловая мощность системы: Q = (V*∆t*K)*860.

  • 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.

Диаметр однотрубной системы отопления

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.

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.

Такие изделия изготавливаются методом поперечно-винтовой прокатки. На них наносятся рёбра, увеличивающие площадь поверхности, которая отдаёт тепло. Применение таких труб даёт возможность сократить вес тепловых обменников, потому что тепло будет отдавать и оребрённая труба, по которой циркулирует жидкость.

Оребренная труба

Такая труба, если сравнивать её с обычной гладкой, имеет площадь теплового обмена в 2-3 раза больше. Популярности оребрённых труб мешает их высокая стоимость. Изделия выполняются из алюминия, латуни и меди. Организация системы отопления с использованием такого типа трубопроводов требует существенных денежных затрат, потому их расчёт в этой статье не будем рассматривать.

При не очень разветвлённой и сложной системе трубный диаметр можно рассчитать самостоятельно. Для этого необходимо иметь данные о тепловых потерях помещения и мощность каждого радиатора. Потом, заглянув в таблицу, можно определить сечение трубы, соответствующей подаче нужного количества тепла. Расчёт трудных многоэлементных схем лучше оставить для профессионалов. В крайнем случае, рассчитайте сами, но постарайтесь хотя бы получить консультацию.

Для больших отопительных систем с трубами из металлов необходимо учитывать потери тепла через стенки. Потери не так и велики, но при большой протяженности могут привести к тому, что на последних радиаторах температура будет совсем низкой из-за неправильного выбора диаметра.

                                                                                             q = k*3.14*(tв-tп)

q — тепловые потери метра трубы,

k – линейный коэффициент теплопередачи (для данной трубы он составляет 0,272 Вт*м/с);

tв — температура воды в трубе — 80°С;

tп — температура воздуха в помещении — 22°С.

   q = 0,272*3,15*(80-22)=49 Вт/с

Получается, что на каждом метре теряется почти 50 Вт тепла. Если протяженность значительная, это может стать критическим. Понятно, что чем больше сечение, тем больше будут потери. Если нужно учесть и эти потери, то при расчете потерь к снижению тепловой нагрузки на радиаторе добавляют потери на трубопроводе, а затем, по суммарному значению находят требуемый диаметр.

Определение диаметра труб системы отопления — непростая задача

Но для систем индивидуального отопления эти значения обычно некритичны. Тем более что при расчете теплопотерь и мощности оборудования, чаще всего округление расчетных величин делают в сторону увеличения. Это дает определенный запас, который позволяет не делать столь сложных расчетов.

В техпаспорте обязательно указывается тепловая мощность радиатора. В идеале количество секций подбирается на базе данных теплового расчёта и площади комнат. Так на 1 м² принято брать не менее 0,1 кВт мощности теплообменника.

Количество фитингов определяется данными гидравлического расчёта. Не стоит излишне перегружать одноконтурную магистраль фитингами, т.к. они становятся преградой на пути движения теплоносителя, увеличивая тем самым гидравлическое сопротивление.

  • Как рассчитать однотрубную систему отопления
  • Как убрать воздух из системы отопления ВАЗ
  • Как оформить акт готовности систем отопления к зимнему периоду
  • Как удалить воздух в системе отопления

Главным отличием однотрубной системы отопления является последовательное подключение радиаторов. При этом труба обратки от одного радиатора подключается к подаче следующего, образуя таким образом своеобразную цепочку. Такой подход к организации отопления позволяет сэкономить средства на прокладке труб, однако требует более пристального внимания как в выбору отопительного оборудования, так и к расчетам.

В вопросах общей теплоотдачи «ленинградка» не уступает двухтрубной системе, однако стоит вопрос об организации равномерного распределения тепла. С этой целью у каждого радиатора устанавливается байпас – перемычка между подачей и обраткой отопительного прибора, имеющая запорную арматуру. Регулируя степень открытия кранов на байпасе и на радиаторе, можно добиться наиболее равномерного распространения тепла.

Диаметр однотрубной системы отопления

Наибольшее распространение однотрубная система получила как элемент комбинированных отопительных сетей. При обустройстве отопления в комнатах, не имеющих контакта с улицей, применение такой системы наиболее оправдано: она продолжает эффективно работать, не нарушая распределение тепла по всей схеме. Также однотрубные системы распространены в сочетании с отопительными коллекторами: так они образуют несколько однотрубных ответвлений, параллельно присоединенных к основной магистрали.

Однотрубная система отопления частного дома своими руками

Все люди предпочитают жить в комфортной обстановке со всеми удобствами. Каждому хочется, чтобы в жилище было уютно и тепло. Жителям городских квартир в этом отношении легче. А вот хозяевам частных домостроений приходится самим о себе заботиться. Чтобы в помещениях была комфортная температура и в холодное время, нужно отапливать помещение.

Для этого есть несколько вариантов зависящих от источника тепла и метода установки. Среди владельцев загородных домов наиболее популярна однотрубная система отопления, монтаж которой обходится дешевле, чем двухтрубной. Однако чтобы при минимальных энергетических затратах получить максимальную теплоотдачу нужно все правильно рассчитать.

В однотрубной системе отопления нет распределения на подающую и обратную трубу. Поэтому всю магистраль делят условно пополам и трубу, отходящую от котла, называют подачей, а вторую половину – обраткой.

Что собой представляет однотрубная система отопления или, проще говоря «ленинградка»? Для ответа на этот вопрос нужно знать из чего она состоит.

Диаметр однотрубной системы отопления

Основные элементы такой системы:

  1. Котел, в котором нагревается теплоноситель. Работать он может на твердом топливе, электричестве или газе.
  2. Отопительные элементы – радиаторы. Нагретый теплоноситель, поступая в них, отдает тепло помещениям.
  3. Расширительный бак для компенсации расширения теплоносителя.
  4. Элементы разводки труб: трубы, запорная арматура и краны.

Принцип работы однотрубной системы отопления не зависит от типа нагревательного прибора и используемого топлива

Как работает однотрубная система отопления частного дома? Теплоноситель (чаще всего вода) нагревается в котле и поднимается вверх, вытесняясь холодной водой. Затем поступает в первый нагревательный элемент, после чего в каждый следующий и возвращается в котел для последующего нагрева. Так создается движение теплоносителя по системе.

Как выходят из подобной ситуации? Первый способ – увеличением размера каждого последующего радиатора или их количества в комнате. Второй – установкой регулирующих вентилей. Третий – использование циркуляционного насоса. Для более эффективной работы системы, трубы прокладывают так, чтобы первыми шли радиаторы, расположенные в комнатах с наибольшими теплопотерями. Это могут быть помещения с окнами, выходящими на северную сторону или угловые.

Подключение циркуляционного насоса осуществляется там, где теплоноситель имеет наименьшую температуру. То есть в конце обратки.

А вот в чем преимущества однотрубной системы отопления:

    • меньшие материальные затраты по сравнению с 2-хтрубной;
    • более эстетический вид, труба проходит над или под полом и ее легче спрятать;
    • выбор направления потока теплоносителя;
    • возможность прокладывать трубы под дверными проемами;

прокладка тепломагистрали не зависит от плана дома и проходит снизу вдоль внешних стен.

Не желательно использовать вертикальную разводку однотрубных систем, если к стояку подключается более 10 радиаторов.

Чтобы знать необходимое количество тепла для обеспечения комфортных условий в помещениях нужно сделать теплотехнический расчет. Для этого существуют специальные программы. Сделав правильный расчет однотрубной системы отопления, вы будете знать, какие радиаторы выбрать и сколько, необходимую мощность отопительного котла.

Правильный расчет позволит выбрать то количество оборудования, какое нужно. И вам не придется переплачивать, беря товар про запас. Помимо расчета необходимо сделать схему разводки отопительной системы. Это очень поможет при монтаже. Наиболее правильно, когда однотрубная схема отопления частного дома вычерчивается на плане здания выполненного в удобном масштабе. Так вы сможете рассчитать необходимую длину трубопровода.

В зданиях высотой более 30 метров не рентабельно устанавливать системы с естественной циркуляцией.

Вертикальная система разводки отопления

При вертикальной разводке вода нагреваясь, поднимается по стояку, откуда по распределительным трубам проходит к радиаторам.

Перемещение теплоносителя происходит естественным способом. Эффективность работы системы достигается использованием труб большого диаметра и расположением магистрали под уклоном. Такие трубы сложнее спрятать. Однако этот недостаток покрывается независимостью от электроснабжения.

Горизонтальная система разводки

В отличие от вертикальной, однотрубная горизонтальная система отопления не имеет подающего стояка. Магистраль может быть вмонтирована в саму конструкцию пола или проходить над ним. В первом варианте во избежание теплопотерь необходимо провести утепление труб. Подающая магистраль также проводится под уклоном.

Подключение элементов отопления в систему можно выполнить двумя способами:

  • с проточным подключением;
  • с замыкающими участками.

С проточным подключением

Вода, поступая сверху в последовательно соединенные радиаторы, проходя весь путь, значительно охлаждается. При этом регулировать температуру последних в цепи приборов при помощи кранов невозможно. Из-за этого подобный способ используется на малых площадях.

С замыкающими участками

В отличие от системы с проточным подключением, в этой между трубами входа и выхода из радиатора вмонтирован замыкающий участок трубы. Его диаметр должен быть на размер меньше, чем основной магистрали. Этот замыкающий участок называют байпасом. Чем эта система лучше? Вода из стояка распределяется на два потока. Часть идет к радиатору, а часть дальше по системе.

Есть возможность подключать регулирующие краны на входе в радиатор и это не отразиться на основном потоке.

При необходимости отопительные элементы можно полностью отключать. Это позволяет регулировать температуру во всех помещениях.

В какой последовательности выполняются работы:

  1. Монтаж отопительного котла
  2. Производиться отделка стен на которые будут крепиться радиаторы. Сделать это после монтажа вы не сможете так как расстояние до стены будет составлять 3-5 см.
  3. Следующий шаг – закрепление отопительных приборов.
  4. Обозначение мест крепления труб, оборудования и врезки отводов.
  5. Соответственно меткам нарезаются трубы и соединяются с отводами.

Монтаж трубопровода ведется последовательно. Начинают от отопительного котла, подсоединяют все радиаторы, по ходу осуществляя монтаж всех элементов системы.

В заключении нужно заполнить систему водой и проверить ее работу.

В процессе прокладки трубопровода следите чтобы не было обратного уклона. Это может привести к завоздушиванию системы и выхода ее из строя.

В частных домостроениях можно делать отопление от 2-х независимых источников. Для этого ставят котел в печь и от него проводят магистраль. Параллельно подключают газовый или электрический котел. Получают 2 источника тепла на выбор.

Проблема организации системы отопления собственного дома – одна из ключевых при проведении строительства, реконструкции, капитального ремонта и т.п . Даже при покупке готового загородного здания следует этому вопросу уделять самое пристальное внимание. А для этого в обязательном порядке следует иметь представление о существующих типах отопительных систем, об их достоинствах и недостатках, об эксплуатационных особенностях.

Изо всех видов отопления лидером по по пулярности остается водяное – с трубами, переносящими разогретый жидкий теплоноситель от котла к радиаторам, конвекторам или контурам теплого пола. Несмотря на громоздкость такой системы, масштабность работ при создании, реальной альтернативы, если оценивать по совместным критериям « ценовая доступность – эффективность – экономичность», пока нет.

Что отличает однотрубную систему отопления

Главная особенность однотрубной системы отопления, наверное, уже сразу понятна из самого названия.

Циркуляция теплоносителя здесь организована по одной магистральной трубе, которая образует кольцо, начинающееся и заканчивающееся в отопительном котле. К этой трубе последовательно или параллельно подключены все радиаторы отопления.

Типичная компоновка однотрубной системы отопления

Отличить внешне однотрубную и двухтрубную систему – совсем несложно, даже просто взглянув на радиатор отопления.

Несмотря на разницу в подключении радиаторов — все это однотрубная система

Несмотря на разнообразие вариантов подключения батарей, представленное на рисунке, все это относится к однотрубной разводке. Варианты «а» и «б» показывает последовательное размещение радиаторов – труба как бы проходит сквозь них. В вариантах «в» и «г» батареи поставлены параллельно трубе. Но в любом случае , и вход и выход из любого радиатора «опираются» на одну общую магистраль.

Примеры подключения батарей к двухтрубной системе

Всегда, при любой схеме врезки батареи, вход в нее идет от магистрали подачи, а выход замыкается на трубу «обратки».

Диаметр однотрубной системы отопления

Даже неискушенному в вопросах создания системы отопления, скорее всего, сразу становится понятен основной недостаток однотрубной схемы. Разогретый в котле теплоноситель, проходя последовательно через расположенные радиаторы, остывает, и в каждой последующей батарее его температура ниже. Особенно заметен будет этот перепад, если сравнить первую точку теплообмена, расположенную ближе всего к котельной, с самой последней в «цепи».

Существуют определенные методы, позволяющие в определенной мере нивелировать этот недостаток – о них будет рассказано ниже.

Достоинства однотрубной системы

Как бы то ни было, однотрубная схема системы отопления пользуется достаточно широкой популярностью, которая обусловлена ее преимуществами:

  • Такая разводка требует минимального количества материала – ( можно смело говорить примерно о 30 – 40% экономии на трубах).
  • Исходя из первого пункта – существенно меньше масштаб проводимых монтажных работ.
  • Схема разводки несложна, и потому с задачей самостоятельного монтажа сможет справиться большинство хозяев , имеющих определенные навыки в сантехнических работах.
  • Однотрубная система является чрезвычайно надежной – один раз правильно смонтированная и отлаженная, она не будет требовать вмешательства в свою работу долгие годы. При этом не требуется каких-либо сложных регулировочных узлов или оборудования.
  • Подобная система – достаточно универсальна, и при желании ее можно смонтировать как в одноэтажном доме, так и на нескольких уровнях, естественно, несколько меняя требуемую оснастку и адаптируя схему подключения.

Особый случай

Гравитационная отопительная система имеет пару особенностей:

  • Избыточное давление в системе отсутствует. Контур сообщается с атмосферой через открытый расширительный бачок;
  • Вместо насоса теплоноситель приводится в движение естественной конвекцией: нагретая котлом вода вытесняется в верхнюю точку отопительного розлива и возвращается к котлу через розлив самотеком, по пути отдавая тепло батареям.

Так устроена открытая отопительная система с естественной циркуляцией.

Достоинства гравитационной схемы отопления — полная энергонезависимость и абсолютная безопасность. Закипевшая в теплообменнике котла вода не вызовет его взрыв: пар покинет контур через открытый расширительный бак.

Диаметр однотрубной системы отопления

Оборотная сторона достоинств естественной циркуляции — минимальный гидравлический напор в контуре. Последствия низкого напора — медленная циркуляция воды и неравномерный нагрев радиаторов.

Чтобы компенсировать низкий напор, нужно уменьшить до минимума гидравлическое сопротивление розлива.

Как это сделать?

Инструкция очевидна: надо увеличить его диаметр. Потеря напора в трубе обратно пропорциональна ее внутреннему сечению.

Внутренний диаметр отопительного розлива в гравитационной системе не должен быть меньше 32-40 миллиметров.

Розлив в системе с естественной циркуляцией

Обратите внимание на диаметр трубы.

Возможные варианты устройства однотрубного отопления

Гравитационная (естественная, самопроизвольная) обладает одним безусловным преимуществом – абсолютная энергонезависимость (при условии, что котёл не работает на электричестве). Кроме того она вполне может обойтись минимальной комплектацией и её относительно просто монтировать.

Однако и минусов у отопительных контуров с естественной циркуляцией немало:

  • Экономя на комплектующих, придётся раскошелиться на трубы большего диаметра. Это позволит минимизировать эффект гидравлического сопротивления.
  • Громоздкие трубы не получится спрятать и придётся прокладывать под уклоном в 2-3 мм на каждый погонный метр, что снижает эстетическую привлекательность интерьера.
  • Чтобы не создавать дополнительных препятствий ходу жидкости, количество запорной арматуры сводится к минимуму. Это осложняет ремонт, т.к. придётся отключать отопление и сливать жидкость из контура.
  • При излишней продолжительности магистрали неизбежно увеличиваются теплопотери на последних радиаторах.

Принудительная (искусственная) циркуляция решает указанные проблемы:

  • Насос помогает теплоносителю преодолеть гидравлическое сопротивление даже при малом сечении труб.
  • По той же причине открываются дополнительные возможности по установке в трубопровод различной запорной арматуры. Это упрощает его обслуживание и ремонт, т.к. позволяет без проблем перекрыть нужный участок.
  • Повышенная скорость движения теплоносителя минимизирует теплопотери.
  • Интеграция в одноконтурное отопление насоса позволяет хозяину обзавестись тёплыми полами.

Из минусов – дополнительные расходы. Как минимум, перед насосом потребуется установка системы фильтрования. Однако фильтр продлит срок службы насоса, установленного перед котлом на обратке, и убережёт котёл от преждевременной поломки из-за попадания вовнутрь загрязнений.

Дополнительный плюс принудительного однотрубного отопления — возможность реализации так называемого байпасного подключения, которое сводит тепловые потери к минимуму. Обводной участок трубы (байпас) практически одновременно доставляет нагретый теплоноситель к каждому радиатору.

Без экспансомата, функция которого заключается в нормализации гидравлического давления, не обходится ни одна отопительная система. Собственно строение расширительного бака предопределяет тип отопительного контура: закрытый или открытый.

В открытой в качестве компенсирующего устройства используется бак открытого типа, в работе которого есть и достоинства и недостатки:

  • Ограниченная сфера применения. Открытые экспансоматы используются лишь в гравитационных или комбинированных системах.
  • Снижены требования к периодичности контроля уровня давления контура.
  • Горячий теплоноситель, поступив в бак, находится в непосредственном контакте с воздухом, из-за чего испаряется. В данных условиях важно контролировать достаточность жидкости в магистрали.
  • Контакт с кислородом приводит к активации процесса окисления и коррозии металлического трубопровода.
  • Запрет на использование антифриза. Его испарения токсичны и вредны для здоровья человека.

В закрытом контуре используются герметичные экспансоматы закрытого (мембранного) типа с воздушным клапаном. Особенности закрытой отопительной системы:

  1. Применим к любой отопительной системе.
  2. Герметичность экспансомата минимизирует потери теплоносителя и предотвращает коррозию труб.
  3. Несмотря на наличие воздушного клапана, автоматически стравливающего излишки газа, уровень давления нужно систематически контролировать.

По расположению подающей трубы выделяют системы с нижней и верхней разводкой.

При верхней разводке подающая труба располагается сверху (под потолком или, если требуется её спрятать, на чердаке). Эта схема обязательна для отопления гравитационного или комбинированного типа. В контурах же, рассчитанных исключительно на принудительную циркуляцию, или в домах метражом свыше 100 м² верхнюю разводку использовать не целесообразно:

  • Увеличение расхода трубного материала и объёма теплоносителя.
  • Удлинение контура требует установки более мощного котла.

Нижняя разводка предполагает размещение подающей трубы снизу с последовательным соединением радиаторов по периметру комнаты/дома. Разводка может быть как проточной, так и смешанной (по типу «ленинградки»). Второй вариант считается более эффективным.

Будет разводка вертикальной или горизонтальной, зависит, главным образом, от этажности. Для одноэтажного строения выбирается горизонтальная разводка, последовательно соединяющая все теплообменники и замыкающаяся теплогенератором.

Для двухэтажных — лучшим вариантом станет вертикальная разводка, при которой теплоноситель движется по схеме: снизу от котла – вверх в радиаторы – снова вниз обратно в котёл.

Частые ошибки при проектировании

  • Самая существенная ошибка – пренебрежение расчётными данными или неточности теплового/гидравлического расчёта. Последствием такой небрежности станет, как минимум, неоправданный перерасход материалов. Наибольшее зло – разрыв тепловой магистрали в результате гидроудара.
  • Стабильное электроснабжение – обязательное условие работы отопления с принудительной циркуляцией. Если же электроснабжение не устойчиво, следует заранее продумать альтернативный вариант – покупка электрогенератора, обеспечение питания от аккумуляторного блока или возможность временного перехода на традиционное отопление с естественной циркуляцией теплоносителя.
  • Размещая насос, многие забывают, что работая, он будет источником постоянного шума. Чтобы шум работающего насоса не раздражал, ещё на этапе проектирования следует его разместить в отдельном помещении (бойлерной или котельной).

Проектная документация отопительного контура выполняется с соблюдением общих требований. Точки входа и выхода с газового котла считаются основными. Изначальный отрезок трубопровода даже при применении полипропиленовой трубы выполняют из металла (примерно 1,5 м. от точки выхода) до первого разветвления системы.

Затем выполняется разводка всей ветки пластиковых или полипропиленовых труб. При этом сечения зависят от протяженности, но обычно каждое следующее ответвление делают меньшего размера, чем предыдущее. Схематичность подсоединения системы труб с охлаждающей жидкостью та же самая, только подводится ко входному отверстию отопительного котла.

Преимущества и недостатки однотрубной системы

Популярность одноконтурного отопления для одноэтажных и малоэтажных домов объясняется не только относительно невысокой стоимостью и лёгкостью монтажа. Среди прочих достоинств выделяют:

  • Устойчивость гидравлического режима.
  • Быстрый прогрев отопительного контура.
  • Возможность встраивания в систему современной запорной и регулирующей арматуры, а также электронных систем контроля значительно повышает КПД одноконтурного отопления.
  • Интерьер не портится большим количеством труб.
  • Лёгкая эксплуатация и обслуживание.

Единственный существенный недостаток – неравномерность нагрева отопительных приборов. Чем дальше от котла, тем холоднее батареи. Однако это заявление справедливо лишь в отношении устаревших одноконтурных систем.

К достоинствам относят:

  • низкую цену контура;
  • легкий монтаж системы;
  • стойкость к гидравлическим режимам;
  • ускоренный нагрев контура отопления;

В систему возможно устанавливать регулирующую и запорную арматуру, а также защитные механизмы, повышающие номинальную мощность отопительного котла.

Единственным недостатком считается неравномерный нагрев частей системы, в зависимости от удаления от котла.

Примеры

Разбираемся на примерах.

  • Двухэтажный дом площадью в 340м².
  • Строительный материал – инкерманский камень (природный известняк), характеризуемый низкой теплопроводностью. → Коэффициент утепления дома = 1.
  • Толщина стен – 40 см.
  • Окна – пластиковые, однокамерные.
  • Теплопотери 1 этажа – 20 кВт; второго – 18 кВт.
  • Двухтрубный контур с отдельным крылом на каждом этаже.
  • Материал труб – полипропилен.
  • Температура подачи — 80⁰C.
  • Температура на выходе — 60⁰C.
  • Дельта температур — 20⁰C.
  • Высота потолков – 3 м.
  • Регион – Крым (юг).
  • Средняя температура пяти самых холодных дней зимы – (-12⁰C).

Расчёт:

  1. 340×3=1020 (м³) – объём помещения;
  2. 20- (-12)=32 (⁰C) – разница (дельта) температур между помещением и улицей;
  3. 1020×1×32/860≈38 (кВт) – мощность отопительного контура;
  4. Определение сечения трубы на первом участке от котла до разветвления. Согласно таблице, приведённой ниже, для передачи тепловой мощности в 38 кВт подходят трубы с сечением в 50, 63 или 75 мм. Первый вариант предпочтительнее, т.к. обеспечивает наибольшую скорость движения носителя.
  5. Для разводки потока носителя на первый и второй этаж, справочники предписывать трубы с диаметром в 32 мм и 40 мм для мощностей 18 и 20 кВт соответственно.
  6. На каждом этаже контур делится на две магистрали с равноценной нагрузкой по 10 и 9 кВт соответственно и сечением в 25 мм.
  7. По мере снижения нагрузки вследствие остывания теплоносителя диаметр труб следует уменьшить до 20 мм (на первом этаже – после второго радиатора, на втором – после третьего).
  8. Обратная разводка производится в той же последовательности.

Для вычисления по формуле D = √354х(0.86хQ/∆t)/V, берём скорость носителя в 0,6 м/с. Получаем следующие данные √354х(0.86×38/20)/0,6≈31 мм. Это номинальный диаметр трубопровода. Для реализации на практике следует подбирать различные диаметру труб на разных участках трубопровода, которые в среднем сведутся к расчётным данным согласно алгоритму, описанному в пунктах 4-7.

Диаметр однотрубной системы отопления

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.

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

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.

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.

Диаметр однотрубной системы отопления

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.

Схемы для домов 3 комнатами или более (от 60м2)

Когда площадь дома не превышает 60 м², усложнять отопительный контур нет надобности:

  • Как правило, хватает 3-4 последовательно соединённых батарей.
  • Подключения радиаторов может диагональным или двусторонним нижним.
  • Небольшая протяжённость магистрали позволяет обойтись без запорной арматуры. При ремонте теплоноситель быстро и легко сливается через отвод.
  • Расчёт трубопровода проводится по одному диаметру.

Чтобы в большом доме было тепло, упрощённая схема одноконтурной магистрали не подойдёт.

  • Во-первых, придётся раскошелиться на более мощный котёл (особенно когда речь идёт о 2 этажах).
  • Во-вторых, соединения радиаторов лучше дополнить байпасами, либо выполнить в технике «ленинградка».
  • В контуре обязательно используются трубы трёх диаметров и регулирующие вентили.

При установке магистрали для помещений с двумя и более этажами выделяют два метода разводки однотрубной системы:

  • горизонтальная;
  • вертикальная.

Разводка труб отопления

В данном случае магистраль поднимается от котла до верхнего этажа, от нее отходят горизонтальные ответвления, которые нагревают последовательно подключенные радиаторы. После батарей трубы объединяются в один обратный стояк до нагревательного котла. Для регулировки температуры на каждом этаже устанавливают специальные краны.

При таком способе монтажа системы нагретый носитель поднимается по стояку до высокого уровня помещения, а затем оттуда по вертикальному проводу опускается к группам радиаторов. После отдачи им энергии жидкость поступает в общий обратный контур обратно в нагревательный агрегат. Минусом такого метода считается неравномерность прогрева батарей на разных этажах.

Для правильного подсчета сопротивления трубопровода, а, следовательно, его диаметра, следует учитывать схему разводки системы отопления. Варианты:

  • двухтрубная вертикальная;
  • двухтрубная горизонтальная;
  • однотрубная.

Двухтрубная система с вертикальным стояком может быть с верхним и нижним размещением магистралей. Однотрубная система за счет экономного использования длины магистралей подойдет для обогрева с естественной циркуляцией, двухтрубная за счет двойного набора труб потребует включения в схему насоса.

Горизонтальная разводка предусматривает 3 типа:

  • тупиковая;
  • с попутным (параллельным) движением воды;
  • коллекторная (или лучевая).

В схеме однотрубной разводки можно предусмотреть обходную трубу, которая будет резервной магистралью для циркуляции жидкости при отключении нескольких или всех радиаторов. В комплекте на каждый радиатор устанавливают запорные краны, позволяющие перекрыть подачу воды, когда это необходимо.

Зная схему системы отопления, можно легко посчитать общую протяженность, возможные задержки потока теплоносителя в магистрали (на изгибах, поворотах, в соединениях), и как следствие – получить численное значение сопротивления системы. По вычисленному значению потерь подобрать диаметр магистралей отопления можно по методике, рассмотренной ниже.

Двухтрубный контур в квартире многоэтажки

Начинаем расчет.

Перед тем как рассчитать количество труб для отопления, сравним выгоды от монтажа однотрубной («Ленинградки») и двухтрубной («попутки») системы:

  • КПД – однозначно, «попутки» эффективнее обогревают помещение, чем однотрубные;
  • экономия средств – все, что можно сэкономить на «Ленинградке» это какой-то отрезок контура и все.

Количество тройников будет одинаковым, кранов тоже, а вот переходников, возможно, потребуется больше. Представьте контур, от которого с небольшим промежутком отходит два патрубка. Один из них идет на вход в радиатор, а второй возвращает теплоноситель обратно в систему. Получается что отрезок между патрубками – это байпас.

В итоге, из этого можно сделать вывод, что рассказы о том, какая хорошая и дешевая однотрубная система отопления просто несостоятельны.

Поясним

Нам важно доставить к радиаторам нужное количество тепла и добиться при этом равномерного нагрева радиаторов. В системах с принудительной циркуляцией делаем мы это при помощи труб, теплоносителя и насоса

В принципе все, что нам нужно, — это за определенный промежуток времени «прогнать» определенное количество теплоносителя. Тут есть два варианта: поставить трубы меньшего диаметра и подавать теплоноситель с большей скоростью, или  сделать систему большего сечения, но с меньшей интенсивностью движения. Обычно выбирают первый вариант. И вот почему:

  • стоимость изделий меньшего диаметра ниже;
  • с ними работать легче;
  • при открытой прокладке они не так привлекают внимания, а при укладке в пол или стены требуется меньшие по размерам штробы;
  • при небольшом диаметре в системе находится меньше теплоносителя, что снижает ее инерционность и ведет к экономии топлива.

    Расчет диаметра медных труб отопления в зависимости от мощности радиаторов

  1. Свойства движимой жидкости (теплоносителя).
  2. Материал труб.
  3. Скорость потока.
  4. Пропускное сечение или диаметр труб.
  5. Наличие насоса в схеме.

Диаметр однотрубной системы отопления

Неверное утверждение, что чем больше сечение трубы, тем больше жидкости оно пропустит. В данном случае увеличение просвета магистрали будет способствовать понижению давления, и как следствие, скорости потока теплоносителя. Это может привести к полной остановке оборота жидкости в системе и нулевому КПД.

Если в схему включить насос, при большом диаметре трубы и увеличенной длине магистралей его мощности может быть недостаточно, чтобы обеспечить нужный напор. При перебоях с электричеством применение насоса в системе просто бесполезно – отопление будет отсутствовать полностью, сколько не нагревай котел.

Для индивидуальных построек с централизованным отоплением диаметр труб выбирается такой же, как для городских квартир. В домах с паровым отоплением от котла требуется тщательно рассчитывать диаметр. Учитываются длина магистралей, возраст и материал труб, число включенных в схему водоподачи сантехприборов и радиаторов, схема отопления (одно-, двухтрубная). В таблице 1 представлены примерные потери теплоносителя в зависимости от материала и срока эксплуатации трубопроводов.

Таблица 1. Потери теплоносителя
Труба Расход м3/час Скорость м/с Потери напора м/100м
Сталь новая 133х5 60 1,4 3,6
Сталь новая 133х5 60 1,4 6,84
ПЭ 100 110х6,6 (SDR 17) 60 2,26 4,1
ПЭ 80 110х8,1 (SDR 13,6) 60 2,41 4,8
Сталь новая 245х6 400 2,6 4,3
Сталь старая 245х6 400 2,6 7,0
ПЭ 100 225х13,4 (SDR 17) 400 3,6 4,0
ПЭ 80 110х16,6 (SDR 13,6) 400 3,85 4,8
Сталь новая 630х10 3000 2,85 1,33
Сталь старая 630х10 3000 2,85 1,98
ПЭ 100 560х33,2 (SDR 17) 3000 4,35 1,96
ПЭ 80 560х41,2 (SDR 13,6) 3000 4,65 2,3
Сталь новая 820х12 4000 2,23 0,6
Сталь старая 820х10 4000 2,23 0,87
ПЭ 100 800х47,4 (SDR 17) 4000 2,85 0,59
ПЭ 80 800ъ58,8 (SDR 13,6) 4000 3,0 0,69

Чересчур маленький диаметр трубы неизбежно приведет к образованию высокого напора, что вызовет повышенную нагрузку на соединительные элементы магистрали. Кроме того, отопительная система будет шумной.

Начинаем расчет.

Вычисление производятся по формуле. Чтобы высчитать мощность системы обогрева нужно объем обогреваемого помещения умножить на коэффициент теплопотери и на разницу между зимней температурой внутри помещения и за его пределами и затем разделить полученное значение на 860.

Определить коэффициент теплопотери можно исходя из материала постройки, а также наличия способов утепления и его видов.

Если постройка имеет стандартные параметры. то производить расчет можно в усредненном порядке.

  • Постройка без теплоизоляции — коэффициент 4
  • Низкая степень изоляции постройки (кирпичное строение с кладкой «в один кирпич» и большим количеством окон) — коэффициент 2,5
  • Средняя теплоизоляция постройки (стандартная кирпичная постройка без какого-либо утепления) — коэффициент 1,5
  • Высокая степень теплоизоляции постройки (кирпичное строение, двустороннее утепление и наличие энергосберегающих стеклопакетов) — коэффициент 1

Для определения результирующей температуры необходимо среднюю внешнюю температуру в зимнее время года и внутреннюю не меньше чем это регламентировано санитарными требованиями.

Диаметр однотрубной системы отопления

По нормативам скорость движения теплоносителя по трубам отопления должна превышать показатель 0,2 метра в секунду. Это требование обусловлено тем, что при более низкой скорости движения из жидкости выделяется воздух, что приводит к воздушным пробкам, которые могут нарушить работу всей системы обогрева.

Верхний уровень скорости не должен превышать 1,5 метра в секунду, поскольку это может привести к шуму в системе.

В целом желательно соблюдать средний барьер скорости, чтобы увеличить циркуляцию и тем самым повысить продуктивность системы. Чаще всего, чтобы добиться этого применяются специальные насосы.

Правильное определение диаметра трубы очень важный момент, поскольку он отвечает за качественную работу всей системы и если произвести неправильный расчет и смонтировать по нему систему, то потом будет невозможно исправить что-то частично. Необходима будет замена всей системы трубопровода. А это существенные расходы. Для того, чтобы не допустить этого нужно подойти к расчету со всей ответственностью.

Расчет диаметра трубы производится с помощью специальной формулы. Она включает в себя:

  • искомый диаметр
  • тепловую мощность системы
  • скорость движения теплоносителя
  • разницу между температурой в подаче и обратке отопительной системы.

Диаметр однотрубной системы отопления

Эту разницу температур необходимо выбрать исходя из нормативов на вход (не меньше чем 95 градусов) и на обратку (как правило, это 65−70 градусов). Исходя из этого, разница температур обычно принимается как 20 градусов.

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.

  • Стальная труба маркируется условным проходом, или ДУ. Он примерно равен внутреннему диаметру; небольшие отклонения фактического размера от ДУ обусловлены разбросом толщины стенок обыкновенных, легких и усиленных водогазопроводных труб;

Условный проход стальной трубы примерно равен ее внутреннему диаметру.

  • Маркировка DN обозначает тот же самый ДУ (условный проход). Однако DN часто указывается в дюймах. Дюйм — это 2,54 сантиметра; только вот маркировка в дюймах традиционно округляется до нескольких целых и дробных значений, что усугубляет путаницу. Для удобства читателя я приведу таблицу соответствия размеров стальных труб в миллиметрах и дюймах;
ДУ Размер в дюймах
15 1/2
20 3/4
25 1
32 1 1/4
40 1 1/2
50 2
  • Трубы из сшитого и обычного полиэтилена, полипропилена и металлополимерные изделия маркируются наружным диаметром. В среднем их диаметр на шаг больше внутреннего сечения: труба размером 25 мм имеет такое же внутреннее сечение, как стальная ДУ 20, 32 мм соответствует ДУ 25 и так далее;

Внутренние и наружные размеры полипропиленовых труб. Разное рабочее давление определяет разброс толщины стенок.

  • Все полимерные изделия имеют более низкое, чем сталь, гидравлическое сопротивление благодаря минимальной шероховатости стенок. Кроме того, они на зарастают со временем ржавчиной и известковыми отложениями, поэтому их диаметр подбирается без запаса. А вот стальные трубы для системы ЦО лучше покупать с учетом этих факторов, округляя расчетный диаметр труб в большую сторону.

Вскрытая стальная подводка в системе ЦО многоквартирного дома.

Из многих котлов идут патрубки первого (подачи) и обратного движения. Их параметры:¾ и ½ дюйма. И эта труба применяется для разводки до начального разветвления. А потом на следующей ветке размер сокращается на один шаг.

В системах, скромных по размерам, обычно присутствует 3-9 радиаторов, 2-3 ветки. Для каждой из них приходится 2-3 радиатора. Для подобных сетей эта методика оптимальна. Он приемлем и для одноэтажных частных построек.

Начинать расчет диаметра трубы для отопления надо с прорисовки схемы. Надо начертить план каждого этажа здания и отразить на нем все ветви системы. Это все делается в виде эскиза, от руки, а чтобы вам было лучше понятно, лист бумаги возьмите побольше. Когда схема готова, представьте себе абстрактную картинку, где горячая вода из котла растекается по трубопроводам и несет с собой тепло в каждое помещение. Так вот, наши трубы должны пропустить достаточное количество этой воды, чтобы тепла хватило на каждую комнату.

  • в миллиметрах по «условному» диаметру;
  • в дюймах по диаметру резьбы (1дюйм – это 25,4мм).

Частые ошибки при монтаже

Среди частых ошибок, допускаемых при покупке комплектующих и имеющих порой фатальное значение, выделяют две:

  1. Несоответствие расчётным параметрам.
  2. Покупка агрегатов и фитингов, конфликтующих друг с другом по материалу.

Не пренебрегайте расчётными данными, прислушивайтесь к рекомендациям профессионалов, и отопительная система обеспечит Вас комфортным теплом и порадует исправной долголетней службой.

  • Пренебрежение мерами безопасности в работе с газовым оборудованием.

Для предупреждения взрывоопасных ситуаций помещения, в которых устанавливаются газовые котлы, должны дополнительно оборудоваться сигнализаторами загазованности и электромагнитными клапанами, автоматически отключающими подачу газа.

  • Расположение клеммной коробки циркуляционного насоса снизу.

Такое решение приведёт к замыканию в результате попадания на неё влаги.

  • Пренебрежение индексом теплопотерь при помещении радиаторов в ниши, декоративные короба и пр.

Диаметр однотрубной системы отопления

Чтобы потеря тепла при закрытии батареи декоративным экраном не ощущалась, нужно выбирать радиаторы с большей мощностью.

  • Установка радиатора с количеством секций более 16 секций.

Работа излишне длинных радиаторов неэффективна, они не способны прогреваться полностью. Лучше разбить такой теплообменник на два-три меньшего размера.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector