Знакомство с техническим термином «диаметр трубы» начинается с планирования домашней отопительной системы. Обычно с выбором вида трубопровода проблем не возникает, а вот с вычислением нужного диаметра начинаются затруднения. Приходится обращаться за разъяснениями и консультациями к опытным инженерам – сантехникам или к специалистам, практикующим монтаж автономного отопления.
Однако не всегда удается получить точный однозначный ответ – какой диаметр трубы лучше использовать для отопления частного дома. В кратком обзоре статьи содержится необходимая информация о том, как для эффективной работы домашнего отопления самостоятельно рассчитать диаметр труб.
Главные критерии выбора труб
Тепловая способность автономной отопительной сети зависит не только от бренда торговой марки котла и длины радиаторных батарей, но и от вида материала трубопроводной арматуры.
Трубы для индивидуального отопления следует выбирать по следующим критериям:
- Учет типа прокладки трубопровода. Монтаж линии разводки производится открытым и закрытым (встроенным) способом, а в случае ремонта без особых сложностей можно заменить поврежденный участок. Закрытый способ применяют для обогревательной системы «теплый пол» или когда по эстетическим требованиям дизайна интерьера трубную разводку нужно «спрятать» в конструкции стены или пола.
- Вид обогревающей сети. Это может быть автономный источник тепла или централизованная отопительная магистраль с циркуляцией теплоносителя принудительным или естественным способом.
- Показатель максимальной температуры теплоносителя. В регионах с суровыми климатическими условиями обогревательный контур рассчитывают на максимальную температуру теплоносителя.
Конфигурация трубной разводки. Тепловая система дома с прокладкой отопления в одну линию последовательно от одного отопительного прибора к другому называется однотрубной. Двухтрубная конфигурация предусматривает прокладку труб отопления к радиаторам каждой комнаты или помещения. Вторая конфигурация дает возможность обитателям квартиры самостоятельно отключать отопительные приборы в каждом конкретном помещении.
По этим основным правилам выбирают вид отопительной трубы для каждого конкретной частного дома или квартиры.
Влияние типа и размера трубы на работу системы
Эффективная работа автономного отопления во многом зависит от правильного выбора поперечного сечения линии отопления. От этого показателя зависит пропускная способность трубопровода. Эта характеристика показывает – какое количество горячей воды при постоянной скорости теплоносителя пройдет за одну единицу времени. В контурах отопления при постоянном расходе жидкости и снижении диаметра магистрали в коммуникациях происходит увеличение скорости движения жидкости. Примером может служить домашняя отопительная сеть с котлом, оборудованным насосом с принудительной циркуляцией подогретой воды. В этом случае происходит увеличение скорости потока теплоносителя на участках линии с небольшим диаметром. На участках системы с трубами большего поперечного снижения скорость замедляется.
Читайте также
При снижении показателя ниже 0,25 м/сек появляется риск образования в системе воздушных пробок, показатель скорости выше нормативного приводит к появлению шума в системе.
Большое влияние на скорость движения теплоносителя,а также на снижение напора оказывает шероховатость внутренней полости труб. Для примера можно сравнить показатели двух видов материалов:шероховатость новой стальной трубы диаметром 50 мм составляет 0,1 мм, а полимерных изделий такого же диаметра – 0,005 мм.Скорость передвижения жидкости по новым стальным трубам ф*50 мм равна 0,7 м/сек, для полимерных труб этот показатель составляет 22 м/сек. Допустимые диаметры стальных труб и таблица размеров в статье.
Разновидности труб для отопления: плюсы и минусы материала
Современные автономные системы отопления монтируются из металлических или пластиковых труб. Термин «металл» объединяет несколько видов: сталь, нержавейку или медь. Категория пластиковых труб более обширна, они изготавливаются из полипропилена, металлопластика и сшитого полиэтилена.
Таблица 1. Сравнительные эксплуатационные характеристики основных видов отопительных труб.
| Материал | Температура теплоносителя, град С | Шероховатость, мм | Потери давления,
Па/м |
Линейное расширение,
мм/м2*град |
| Сталь | Не ограничена | 0,07 | 5 | 0.012 |
| Металлопластик | 95 | 0,004 | 1,5 | От 0,025 до 0,03 |
| Полиэтилен | 90 | 0,007 | 1,8 | От 0.15 до 0,17 |
| Полипропилен | 70 | 0,01 | 2,0 | От 0.15 до 0,17 |
Металлические изделия
Несколько десятилетий назад металлическими трубопроводами были оборудованы практически все системы обогрева многоэтажных и частных домов. Для изготовления использовались следующие виды материалов:
- Стальные изделия из черного или оцинкованного металла. За счет отменной прочности и высокой устойчивости металла к механическим внешним повреждениям срок эксплуатации отопительной сети достигает 20 лет. Стальные трубы не имеют ограничения по температуре теплоносителя. Поэтому их часто использовали для парового отопления, в котором температура достигает 100 – 130 градусов. Для стальных тепловых трасс показатель максимального давления составляет 30 атмосфер. Основные недостатки: подверженность коррозии, большая масса изделий, необходимость сварки соединений, высокая теплопроводность, внутренняя шероховатость.
После монтажа стальные трубы из черного металла требуют обязательной окраски.
- Нержавеющая сталь. Отопительный контур из нержавейки отличается долговечностью и гигиеничностью внешней поверхности. Внутренние полости труб не ржавеют и не «зарастают». Современные гофрированные трубные изделия из нержавеющей стали успешно применяют в системе «теплый пол». Недостаток: высокая стоимость и сложность монтажа.
- Медь. Возросшая популярность медных труб связана с высоким коэффициентом теплоотдачи материала, его прочностью и долговечностью. Основные достоинства: срок службы составляет 100 лет, значительная теплопроводность (389,6 Вт/Мк), отсутствие деформаций при перепаде температур, возможность выдерживать внутренне давление в сети от 200 до 400 атм. При длительной температурной нагрузке теплоносителя в 90 град один метр медной трубы удлиняется всего лишь на 0,1 %. Высокая эстетичность внешнего вида в сочетании с абсолютной безвредностью для человека делает медный отопительный трубопровод лидером среди металлических изделий. Главными недостатками является высокая стоимость изделий, а также сложность монтажа
Полимерные трубы
В настоящее время отопительные трубы из полимеров находятся вне конкуренции. Ими заменяют устаревшие стальные трубопроводы и применяют для прокладки новых тепловых сетей многоэтажных зданий, частных домов и квартир.
В отопительных системах применяют разные модификации полимерных изделий:
Сшитый полиэтилен. Основное достоинство – термическая устойчивость материала, прочность соединений, низкий коэффициент гидравлических потерь. Для отопления применяют изделия с внутренним армированием, сохраняющим первоначальную форму трубы при длительном воздействии теплоносителя с высокой температурой. Большой плюс полиэтиленовых коммуникаций – монтаж производится без специального инструмента и оборудования.
Металлопластик. Трубная модификация отличается многослойной структурой из двух слоев сшитого полиэтилена, клеевой оболочкой и алюминиевой вставкой. За счет такой конструктивной особенности достигается высокая устойчивость к высокой температуре подогретой воды, появляется возможность изгибать металлопластиковую трубу в любом направлении, а значит, сокращать количество соединяющих фитингов.
Полипропилен. Главное ограничение таких труб состоит в том, что они могут выдерживать температуру теплоносителя до 70 градусов. Значительный коэффициент теплового линейного расширения в комплексе высокой текучестью материала приводит к провисанию магистрали и ее деформациям. Поэтому полипропиленовые трубы нуждаются в установке дополнительных крепежных элементов. Основные плюсы – простота сборки и невысокая стоимость материала.
Таблица 2. Основные различия полимерных отопительных труб.
| Технические показатели полимерных труб | Трубы из сшитого полиэтилена | Полипропиленовые трубы | Металлопластик |
| Стоимость 1пог. метра и соединительных фитингов | Средняя стоимость | Самая низкая стоимость | Самый дорогой вариант |
| Удобство монтажа | Монтаж специальными гильзами и фитингами | Монтаж специальным сварочным оборудованием | Муфтовые соединения или неразборные пресс-фитинги |
| Виды типоразмеров | От 12 до 25 мм | Большой выбор типоразмеров | Диаметры до 50 мм |
| Степень линейного удлинения | При максимальной температуре носителя 1 метр трубы удлиняется на 2 мм | Высокий коэффициент линейного удлинения.
Исключение составляют армированные трубы – 0,26 -0,3мм/м |
Не более о,25 мм/м |
| Термическая устойчивость
|
От 50 до 100 град. | До 120 град. | 95 град. |
| Гибкость | В разогретом состоянии трубы хорошо гнутся | Гибкость минимальная. Для поворотов и изгибов линии требуются угловые фитинги и отводы | Хорошая гибкость |
| Нормативный срок службы | До 50лет | Не менее 25 лет | От 15 до 25 лет |
| Устойчивость при замораживании системы | Многократные цикли размораживания | Многократные цикли размораживания | До 3-х циклов |
Оптимальный размер, температура и давление
В частном доме подключение отопительных элементов производится трубами различного диаметра. В качестве примера можно рассмотреть изделия из пропилена, как наиболее популярного материала создания домашней отопительной системы.
Чтобы узнать, какой диаметр полипропиленовых труб нужен для отопления частного дома нужно учитывать рекомендации:
- Трубопроводы 16 мм рекомендованы для прокладки линии к одному или двум радиаторам.
- 20 мм – применяют для группы радиаторов общей мощностью до 7 кВт.
- 25 мм – выполняют подключение от 5 до 8 единиц радиаторов с общей тепловой мощностью 11 кВт.
- 32 мм – подключается один этаж или целый дом с количество радиаторов 12 штук с тепловой мощностью до 19 кВт.
- 40 мм – для создания тепловой сети частного дома с 20 радиаторами (30 кВт)
Средняя температура носителя в автономной системе отопления составляет от 30 до 90 градусов. При колебании наружной температуры, регулировку подогрева воды производят с учетом создания комфортных условий в помещении.
Мощность котла и контура
В частных домах или квартирах обогрев внутренних помещений производится газовыми или электрическими котлами. Расчет необходимой тепловой мощности выполняют в зависимости от размера обогреваемой площади. Считается, что на качественный обогрев 1 м2 потребуется 0,1м кВт тепловой энергии. В зависимости от климатических особенностей, щадящего режима работы этот показатель увеличивается до 1,3 кВт /м2.
Факторы, влияющие на мощность обогревательного котла:
- Вид строительного материала ограждающих стеновых конструкций дома. Большая теплопроводность материала в сочетании недостаточной толщины наружных стен намного увеличивают тепловые потери и тогда работа котла с самой высокой мощностью будет неэффективной и неудовлетворительной.
- Использование второго контура для нагрева воды. Если заранее предусматривается такая опция, выбирается более мощный тепловой генератор.
- Вид топлива. Газовый котел считается более экономичным, однако его можно использовать только в местности, где проходит газопровод.
- Циркуляция воды в системе обеспечивается насосом, предназначенным для оптимизации скорости горячей воды и ее обрата. Попутно решается проблема воздушных пробок, выдавливаемых постоянным потоком теплоносителя.
