Как рассчитать диаметр трубы отопления, какой должна быть подводка к радиатору, а каким — розлив? Понятно, что гидравлические и теплотехнические расчеты исключительно сложны; однако, быть может, существует какой-то упрощенный алгоритм, пусть даже дающий приблизительный результат?
Давайте разбираться.
Наша задача — подобрать оптимальное сечение трубопровода.
Описание
Действительно, мы можем предложить читателю простейшую схему приблизительного расчета. Она сводится к использованию таблицы зависимости теплового потока при постоянной дельте температур от диаметра трубопровода и скорости теплоносителя (читайте также статью «Какие трубы для отопления лучше: анализ 4-х наиболее распространённых вариантов»).
С учетом того, что шаг диаметра применяющихся в отопительных системах трубопроводов достаточно велик, погрешность мало повлияет на результат.
Однако нужно понимать, что мы намеренно пренебрегаем рядом факторов.
- Материал трубы влияет на ее гидравлическое сопротивление. Сталь с ее шероховатостью будет тормозить поток сильнее, чем гладкий полипропилен.
Заметьте: со временем разница в гидравлическом сопротивлении будет увеличиваться. Стальная поверхность станет постепенно обрастать ржавчиной и известковыми отложениями, а пластик останется таким же гладким и через 30 лет эксплуатации.
- Каждый поворот или переход диаметра дополнительно увеличивает гидравлическое сопротивление.
- То же действие на него оказывает запорная арматура. Напор неизбежно будет падать на каждом вентиле и дросселе.
Повороты, фитинги и запорная арматура вызывают падение напора.
Есть и хорошие новости. Поскольку значение теплового потока дано для фиксированных значений скорости теплоносителя, оно останется неизменным при любых изменениях конфигурации системы отопления.
Наша задача сводится лишь к тому, чтобы обеспечить соответствующие значения скорости; сделать это позволит использование многоступенчатого циркуляционного насоса, цена которого ненамного выше, чем у односкоростного.
Начальные параметры
Итак, как подобрать диаметр труб для отопления?
Для начала нужно определиться с граничными условиями.
- Для расчетов мы используем типичную для автономной радиаторной системы отопления дельту температур в 20С. Как правило, температура подачи поддерживается на уровне примерно 75С, обратки — 55С. Тем самым мы обеспечиваем максимальный ресурс полимерных элементов трубопровода, высокую эффективность теплообмена и избегаем образования конденсата на теплообменнике в котле.
Уточним: разумеется, речь идет о твердотопливном и газовом отопительном оборудовании. По понятным причинам электрокотел образования конденсата на теплообменнике не боится.
В электрокотле отсутствуют пламя и теплообменник, на котором могут конденсироваться продукты сгорания.
- Скорость теплоносителя в норме должна составлять примерно 0,6 — 1 метр в секунду. При меньших значениях дельта температуры в контуре сколь-нибудь большой протяженности неизбежно превысит 20 градусов. При большей (1,5 м/с и более) — станет заметным гидравлический шум.
Расчет
Собственно расчет того, какой диаметр трубы нужен для отопления, складывается из двух операций.
Тепловая мощность
Инструкция по расчету потребности в тепле частного дома выглядит следующим образом:
Заметьте: при расчете потребности в тепле квартиры это значение уменьшается до 40 Вт/м3. Ограждающие конструкции дома контактируют с холодной улицей; квартира же окружена теплыми помещениями.
На фото — якутское село Оймякон. Средняя температура января — -46,4С.
Давайте в качестве примера рассчитаем потребность в тепле одного этажа дома размерами 6 х 12 х 3,2 метра с четырьмя окнами и двумя дверьми.
Место дислокации — Крым.
Теплая зима существенно уменьшает затраты на отопление.
Диаметр
Теперь остался сущий пустяк — на основе потребности в тепле решить, какой диаметр трубы выбрать для отопления. Для этой цели нам потребуются справочные данные.
| Внутренний диаметр, мм | Тепловой поток для дельты температур 20С при скорости движения теплоносителя, м/с | ||||
| 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | |
| 12 | 5518 | 6438 | 7358 | 8277 | 9197 |
| 15 | 8622 | 10059 | 11496 | 12933 | 14370 |
| 20 | 15328 | 17883 | 20438 | 22992 | 25547 |
| 25 | 23950 | 27942 | 31934 | 35926 | 39917 |
| 32 | 39240 | 45780 | 52320 | 58860 | 65401 |
| 40 | 61313 | 71532 | 81751 | 91969 | 102188 |
| 50 | 95802 | 111768 | 127735 | 143702 | 159669 |
Очевидно, для наших целей достаточно прокладки розлива трубой с внутренним диаметром 15 миллиметров при скорости потока теплоносителя 0,7 м/с.
Нюансы
- Как несложно заметить, расчет своими руками подводок для отдельных отопительных приборов мощностью 1-3 КВт с помощью этой таблицы невозможен. Однако он и не требуется: трубы с внутренним диаметром меньше 12 мм вы просто-напросто не купите в магазине.
- Для полимерных и металлопластиковых труб продавцами обычно указывается не внутренний, а наружный диаметр. Не забудьте учесть толщину их стенок.
Наружный и внутренний диаметры для полипропиленовых труб.
- Если розлив однотрубной системы должен иметь постоянный диаметр, то в случае двухтрубной схемы сечение может редуцироваться по мере удаления от котла. Расчет выполняется отдельно для каждого участка с учетом его потребности в тепле.
Заключение
Надеемся, что приведенная схема расчетов поможет читателю избежать лишних проблем и затрат при сооружении системы отопления в собственном доме.
Как обычно, видео в этой статье предложит дополнительную информацию. Успехов!
Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен