Как правильно подобрать систему отопления: котлы, насосы, радиаторы, трубы

Расчет отопительных приборов системы отопления: подбираем котел, трубы и радиаторы и монтаж системы

21.01.18 Дата добавления 2373 Просмотра 5.0 Рейтинг

В систему отопления современного частного дома входят: трубопровод и радиаторы, котел и всевозможные приборы для улучшения его работы и т.д. Все они должны транспортировать тепло от котла к помещениям. Для обеспечения правильной работы этой системы необходимо произвести профессионально расчет и монтаж всех отопительных приборов, правильно использовать и вовремя осуществлять обслуживание. О том, как произвести расчет системы отопления в частном доме поговорим ниже.

Cодержание статьи

Как правильно выбрать котел

Котлы бывают двухконтурные и одноконтурные, с различной мощностью, автоматизированные и простой комплектации. На рисунки снизу можно увидеть схему простой системы отопления с одноконтурным котлом. Таких отопительных систем с простым прибором достаточно для небольшой конструкции.

Первое на что следует обратить внимание при выборе котла, это его мощность. Мощность берется за основу любых вычислений.

Одноконтурная система отопления

Как рассчитать мощность котла

Для примера рассчитаем какой котел подойдет для частного дома из дерева площадью 78,5 м2.

В конструкцию одноэтажного частного дома входят: 3 комнаты, коридор + прихожая, кухня, туалет и ванна. Высчитываем объем всего дома, для этого необходимы данные по площади каждого помещения и высота потолков. Площадь комнат составляет: 2-х комнат — по 10 м2, высота потолка 2,8 м, 3-я комната 20 м2, прихожая 8м2, коридор 8м2, кухня 15,5 м2, ванная 4м2, туалет 3 м2.

Путем умножения высоты и площади получаем объем: 1,2 — 28 и 28 м3, 3 — 56 м3, прихожая и коридор по 22,4 м3, кухня 43,4 м3, ванная 11,2 м3, туалет 8,4 м3.

Следующим шагом вычисляем общий объем частного дома: 28+28+56+22,4+22,4+43,4+11,2+8,4=220 м3.

Объем нужно высчитывать всех помещений, не в зависимости установлены там радиаторы или нет, в нашем случае в коридоре и прихожей их нет. Это делается потому, что при отоплении дома такие помещения все равно прогреваются, но пассивно, из-за естественной циркуляции воздуха и его теплообмена. Поэтому если не учесть не отапливаемые жилые помещения расчет будет не верен.

Для выбора мощности котла нужно опираться на количество энергии необходимое на 1 м3 исходя из данных по регионам:

Европейская часть России — 40 Вт/м3
Северная часть России – 45 Вт/м3
Южная часть России – 25 Вт/м3

Предположим, что для рассматриваемого дома мощность ровна 40 Вт/м3. Выходит необходимая мощность ровняется 40х220 = 8800 Вт. К этой цифре прибавляется коэффициент 1,2, равный 20% мощности запаса. Добавочная мощность нужна чтобы не напрягать котел, и он работал спокойно. Переводим полученные ваты в киловатты и получаем 10,6 кВт. Это значит для площади деревянного одноэтажного дома площадью 78,5 м2 подойдет стандартный котел мощностью 12-14 кВт.

Вычислив мощность котла, нужно определить какую вытяжку ему нужно.

Как подобрать диаметр трубы

Правильно подобрать диаметр трубы под котел частного дома важный этап в проектирование системы отопления. Почему то считают, что больший диаметр дымоходной трубы тем лучше. Но это ошибочное мнение.

Для оптимизации работы котла, особенно для электронных приборов, необходимо подобрать трубу нужного диаметра.

Нужные для этого показатели это:

Тип очага отопления. Отопительным центром в частном деревянном даме может быть либо котел, либо печка. Для котлов важно знать Объем камеры сгорания, у печки квадратура Объема зольника. Для самодельных газовых или дизельных котлов тоже необходимо знать эти показатели.
Длина и конструкция предполагаемой трубы. Оптимальная высота конструкции 4-5 м без искривлений и сужений. В противном случае в конструкции образуются ненужные вихревые зоны, которые уменьшают тягу.
Форма будущего дымохода. Конструкции в виде цилиндра самый оптимальный вариант. Поэтому использовать готовую сендвичную конструкцию проще всего. Выложить из кирпича подобную круглую трубу сложно, а у квадратной большие потери. Стоит сендвичная труба, например диаметром 100 мм от 1000 руб./м пог.

Зная все эти факторы и показатели можно произвести расчет сечения трубы для конкретного котла. Расчет будет приблизительным, так как для точного, нужны сложные вычисления и показатели. За основу берется размер камеры сгорания котла, именно от нее зависит объем выходящих газов. Дл расчета используют следующую формулу: F = (К ∙ Q) / (4,19 ∙ √ˉ Н). К — это условный коэффициент равный 0,02-0,03, Q — производительность газового котел, которая указана в техническом паспорте оборудования, Н — высота будущего дымохода.

Получившийся результат нужно округлить и подогнать под строительные нормы, которые можно найти в сети («Технические условия по переводу печей на газ»). Для кирпичной трубы расчет делается с условием сечения трубы 1/2 кирпича на 1/2.

Для правильного распределения тепла по дому необходимо высчитать число радиаторов.

Расчет радиаторов

Расчет радиаторов будет напрямую связан с их мощностью. Радиаторы бывают:

Алюминиевые,
биметаллические,
чугунные и т.д.

Биметаллические радиаторы имеют стандартную мощность одной секции 100-180 Вт, алюминиевые — 180 — 205 Вт, чугунные — 120-160 Вт. Считать секции нужно только после учета мощности, поэтому приобретая, поинтересуйтесь у продавца, из какого материала сделаны радиаторы.

Еще один показатель важный при выборе отопительных приборов это разница температур между поступающим от котла и обраткой(DT). Стандартная цифра, зафиксированная в техническом паспорте радиатора 90 — входящая, 70 — обратка.

Опираясь на собственный опыт, могу сказать, что котел редко работает на полную мощность, а значит, температуры подачи в 90 0С не будет. А в автоматических котлах вообще стоит ограничитель 80 0С, так что паспортных показателей не получится. А значит средняя реальная DT 70 -вход, 55 — выход. Значит, мощность радиатора будет менее 120 Вт, для алюминиевых 150 Вт. Из этого расчета просто сделать вычисления.

Для примера рассчитаем тот же деревянный одноэтажный дом площадью 78,5 м2. Использоваться будут алюминиевые радиаторы высотой 0,6 м. Теперь рассчитаем количество секций на одно помещение:

Комната в 28 м3, умножаем этот показатель на 40 Вт (из таблицы потребления по регионам) и на 1,2 =1344 Вт. Эту цифру нужно округлить до целого, 1500. Теперь разделим на мощность одной секции: 1500_150=10 секций. Для данной комнаты можно использовать один радиатор с 6 секциями и второй с 4-я.

Аналогично рассчитываются все комнаты дома.

Следующим этапом нужно выбрать трубы связывающие радиаторы в единую систему.

Монтаж радиаторов отопления
60-96-58, 8-923-464-96-58

Как правильно выбрать трубы для радиаторов

Нагретая вода от газового котла транспортируется к радиаторам по системе труб, поэтому от их качества будет зависть, насколько велики будут теплопотери.

На рынках представлены три основных вида труб:

Пластиковые.
Металлические.
Медные.

Металлические трубы

У металлических труб, которые раньше использовались в системе отопления любого частного дома, есть ряд минусов:

большой вес,
монтаж требует использования дополнительного оборудования,
накапливаю статическое электричество,
появление естественной ржавчины, а это может нанести вред котлу.

Но зато цена на такие трубы не велика.

Медные трубы

Другое дело медные трубы. Они имеют ряд плюсов:

Выдерживают температуру до 200 0С
Выдерживают давление до 200 атмосфер.

Но большее число минусов делают эти трубы не востребованными:

Сложность установки (нужен серебряный припой, нужно профессиональное оборудование и знания).
Монтировать медные трубы можно только на специальные крепления.
Высокая цена из-за дороговизны материала, от 1500 п/м.
Высокая стоимость монтажа от 600 п/м.

Пластиковые трубы

Пластиковые трубы считаются одними из самых востребованных, среди домовладельцев. Способствуют этому ряд плюсов:

Коррозия внутри системы не образуется, так как система герметична, а материал не пропускает воздух.
Повышенная прочность, так как основа из алюминия, покрытого пластиком, а этот материал не гниет и не разрушается со временем.
Конструкция имеет алюминиевое армирование, поэтому расширение минимум.
Низкое гидравлическое сопротивление, это хорошее для системы с естественной циркуляцией и под давлением.
Антистатичны.
Не нужно обладать навыком при установке, достаточно ознакомится в интернете техникой монтажа.
Низкая стоимость, от 32 руб./м

Когда трубы выбраны и приобретены можно приступать к монтажу системы отопления, сделать работу можно своими руками или вызвать специалистов.

Тонкости монтажа системы отопления

Монтаж системы отопления в частном деревянном доме проходит в несколько основных этапов:

Установка радиаторов. Монтаж радиаторов нужно выполнять по схеме. Традиционно радиаторы располагают под оконными проемами, так тепло не будет впускать в помещение холодный воздух. Делают монтаж своими руками при помощи шуруповерта, саморезов и уровня. Главное правило, которое следует соблюдать: все радиаторы системы располагают на одинаковом расстоянии от пола и строго по уровню. В противном случае вода будет с плохой циркуляцией в системе.
Монтаж труб. Перед монтажом нужно просчитать общую длину системы, и креплений и соединяющих (фитингов). Для работы своими руками нужны следующие инструменты: ножницы для пластиковых труб, специальный паяльник, рулетка и карандаш. На качественных трубах есть специальные разметки, показывающие направление и насечки дл облегчения монтажа.

Используя паяльник нужно сразу после расплавления спаивать трубы в соединительных креплениях. Выполнять после этого повороты запрещено, иначе припой получиться негерметичным и разломается, а с циркуляцией под давлением может развалиться. Для предотвращения таких ошибок потренируйтесь на остатке трубы. К стене трубы крепят в специальные полукруглые крепления, которые в свою очередь прикручиваются к деревянной стене саморезами небольшой величины.

Подключение системы к котлу. Эту часть лучше доверить специалистам, так как проверка системы и ее первый запуск могут вызвать ряд сложностей у новичка.

Дополнительные устройства в системе отопления

К дополнительным приспособлениям относятся, например насос. В системе отопления размещенной на площади менее 100 м2 циркуляция будет происходить естественной системой, но для большей площади необходим насос. Если котел импортного производства и автоматический, то насос уже стоит в системе, а значит дополнительный не нужно.

В продаже легко можно найти насос отечественного или импортного производства, все они подходят для систем с естественной циркуляцией.

Монтаж насоса выполняют на конце естественной системы циркуляции своими руками, конкретно на обратке перед входом в котел. Так его контакт с горячей водой будет минимален, и он прослужит долгое время.

Циркуляционный насос системы отопления

К еще одному виду дополнительного оборудования относится применение расширительного бака. Емкость расширительного бака имеет различный объем воды и выбирается именно из этих параметров. В автоматических котлах расширительный бак уже стоит, о его объем воды недостаточен для системы с циркуляцией жидкости на площади более 100 м2. Для чего же необходима установка расширительного бака в системе отопления?

Использование расширительного бака целесообразно в двух случаях:

Если система отопления имеет замкнутый контур.
Теплоноситель имеет определенный уровень вместимости.

При увеличении объема в замкнутой цепочке труб появится гидравлическое давление, которое может повредить ее. Ученые рассчитали, что при повышении температуры на 10 0С объем воды увеличивается на 0,3%. Это небольшой показатель для маленького объема воды, но в системе может быть до 1 т. Поэтому установка расширительного бака необходима в любом частном доме.

Рассмотрев основные узлы системы отопления и этапы монтажа, сало ясно, что осуществить работы можно своими руками. А невысокая стоимость на комплектующие и правильный расчет, делают современную систему отопления экономичной и функциональной.

Какой диаметр труб из полипропилена для отопления выбрать

При проектировании и монтаже системы отопления всегда возникает вопрос, – какой диаметр трубопровода выбрать. Выбор диаметра, а значит и пропускной способности труб, важен, ведь нужно обеспечить скорость теплоносителя в пределах 0,4 – 0,6 метров в секунду, которая рекомендуется специалистами. При этом должно поступать нужное количество энергии (количество теплоносителя) к радиаторам.

Известно, что если скорость меньше 0,2 м/с, то будет застаивание воздушных пробок. Скорость больше 0,7 м/с не стоит делать из соображений энергосбережения, так как сопротивление движению жидкости становится значительным (оно прямо пропорционально квадрату скорости), к тому же это нижний предел возникновения шума в трубопроводах малых диаметров.

Какой тип трубопровода выбрать

Сейчас все чаще выбирают для отопления полипропиленовые трубопроводы, которым хоть и присущи недостатки в виде сложности обеспечения качества стыков, и значительного теплового расширения, но они предельно дешевы и просты в монтаже, а это зачастую решающие факторы.

Какие трубы применять для системы отопления?
Полипропиленовые трубы делятся на несколько видов, у которых свои технические характеристики, и предназначены они для разных условий. Для отопления подходят марки РN25 (РN30), которые выдерживают рабочее давление в 2,5 Атм при температуре жидкости до 120 град. С.

Данные о толщине стенок приведены в таблицах.

Для отопления сейчас применяются трубы из полипропилена, которые армированны алюминиевой фольгой или стекловолокном. Армировка предотвращает значительные расширения материала при нагревании.

Многие специалисты отдают предпочтение трубам и с внутренней армировкой стекловолокном. Такой трубопровод в последнее время стал наиболее широко применяться в частных системах отопления.

Вопросы подбора диаметра отопительного трубопровода

Трубы выпускаются стандартных диаметров, из которых и нужно сделать выбор. Наработаны типовые решение по подбору диаметров труб для отопления дома, руководствуясь которыми в 99% случаев можно сделать оптимальный правильный выбор диаметра без выполнения гидравлического расчета.

Стандартные наружные диаметры полипропиленовых труб –16, 20, 25, 32, 40 мм. Соответствующий этим значениям внутренний диаметр труб марки РN25 – 10,6, 13,2, 16,6, 21,2, 26,6 мм соответственно.

Более подробная информация о наружных диаметрах, внутренних диаметрах и толщине стенки полипропиленовых труб приведена в таблице.

Какими диаметрами что подключать

Нам необходимо обеспечить подачу необходимой тепловой мощности, которая будет прямо зависеть от количества поданного теплоносителя, но скорость движения жидкости должна оставаться в заданных пределах 0,3 – 0,7 м/с

Тогда возникает такое соответствие подключений (для полипропиленовых труб указывается наружный диаметр):

16 мм — для подключения одного или двух радиаторов;
20 мм – для подключения одного радиатора или небольшой группы радиаторов (радиаторы «обычной» мощности в пределах 1 — 2 кВт, максимальная подключаемая мощность – до 7 кВт, количество радиаторов до 5шт.);
25 мм – для подключения группы радиаторов (обычно до 8 шт., мощность до 11 кВт) одного крыла (плеча тупиковой схемы разводки);
32 мм – для подключения одного этажа или целого дома в зависимости от тепловой мощности (обычно до 12 радиаторов, соответственно, тепловая мощность до 19 кВт);
40 мм – для магистрали одного дома, если такая имеется (20 радиаторов – до 30 кВт).

Рассмотрим выбор диаметра труб подробнее, опираясь на заранее рассчитанные табличные соответствия энергии, скорости и диаметра.

Соотношение диаметра труб, скорости жидкости, и тепловой мощности

Обратимся к таблице соответствия скорости к количеству тепловой мощности.

В таблице представлены значения тепловой мощности в Вт, а под ними указано количество теплоносителя кг/мин, при подаче с температурой 80 град С, обратки – 60 град С и температуры в комнате 20 град С.

Подбор труб по мощности

Из таблицы видно, что при скорости 0,4 м/с будет подаваться примерно следующее количество тепла, по трубам из полипропилена следующего наружного диаметра:

4,1 кВт — внутренний диаметр около 13,2 мм (наружный диаметр 20мм);
6,3 кВт — 16,6 мм (25мм);
11,5 кВт — 21,2 мм (32 мм);
17 кВт — 26,6 мм (40 мм);

А при скорости 0,7 м/с значения подаваемой мощности будут уже примерно на 70% больше, что не трудно узнать из таблицы.

А какое количество тепла нам нужно?

Сколько тепла должен подавать трубопровод

Рассмотрим подробнее на примере, какое количество тепла обычно подается по трубам, и подберем оптимальные диаметры трубопроводов.
Имеется дом площадью 250 м кв, который хорошо утеплен (как требует норматив СНиП), поэтому он теряет тепла в зимнее время по 1 кВт с 10 м кв. Для обогрева всего дома требуется подавать энергии 25 кВт (максимальная мощность). Для первого этажа – 15 кВт. Для второго этажа – 10 кВт.

Наша схема отопления двухтрубная. По одной трубе подается горячий теплоноситель, по другой — охлажденный отводится к котлу. Между трубами параллельно подсоединены радиаторы.

На каждом этаже трубы разветвляются на два крыла с одинаковой тепловой мощностью, для первого этажа – по 7,5 кВт, для второго этажа – по 5 кВт.

Итак, от котла до межэтажного разветвления поступает 25 кВт. Следовательно, нам потребуются магистральные трубы внутренним диаметром не менее – 26,6 мм, чтобы скорость не превысила 0,6 м/с. Подходит 40-мм полипропиленовая труба.

От межэтажного разветвления – по первому этажу до разветвления на крыльях — поступает 15 кВт. Здесь, согласно таблице, для скорости менее 0,6м/с, подойдет диаметр 21,2 мм, следовательно, применяем трубу с наружным диаметром 32 мм.

На крыло 1 этажа идет 7,5 кВт – подходит внутренний диаметр 16,6 мм, — полипропилен с наружным 25 мм.

На каждый радиатор, мощность которого не превышает 2 кВт можно делать отвод и трубой с наружным диаметром 16 мм, но так как этот монтаж не технологичен, трубы не пользуются популярностью, чаще устанавливают 20-мм трубу с внутренним диаметром 13,2 мм.

Соответственно на второй этаж до разветвления принимаем 32мм трубу, на крыло – 25мм трубу, а радиаторы на втором этаже также подсоединяем 20-мм трубой.

Как видим, все сводится к несложному выбору среди стандартных диаметров имеющихся в продаже труб. В небольших домашних системах, до десятка радиаторов, в тупиковых распределительных схемах, в основном применяется полипропиленовые трубы 25мм -«на крыло», 20 мм — «на прибор». и 32 мм «на магистраль от котла».

Особенности выбора другого оборудования

Диаметры труб могут быть выбраны и по условиям гидравлического сопротивления для нетипично-большой длины трубопроводов, при которой возможен выход за технические характеристики насосов. Но подобное может быть для производственных цехов, а в частном строительстве практически не встречается.

Для дома до 150 м кв., по условиям гидравлического сопротивления отопительно радиаторной системы, всегда подходит насос типа 25 – 40 (напор 0,4 атм), он же может подойти и до 250м кв в отдельных случаях , а для домов до 300 м кв. – 25 – 60 (напор до 0,6 атм).

Трубопровод рассчитывается на максимальную мощность. Но система, если когда и будет работать в таком режиме, то не продолжительное время. При проектировании отопительного трубопровода можно принимать такие параметры, чтобы при максимуме нагрузки, скорость теплоносителя была и 0,7 м/с.

На практике скорость воды в трубах отопления задается насосом, который имеет 3 скорости вращения ротора. Кроме того подаваемая мощность регулируется температурой теплоносителя и продолжительностью работы системы, а в каждой комнате может регулироваться путем отключения радиатора от системы с помощью термоголовки с нажимным клапаном. Таким образом, диаметром трубопровода мы обеспечиваем нахождение скорости в пределах до 0,7 м при максимальной мощности, но система в основном будет работать с меньшей скорость движения жидкости.

Подбор и расчет циркуляционного насоса для системы отопления

Функционирование современных систем отопления, в которых используется принудительное движение теплоносителя по контурам отопления было бы невозможно без циркуляционного насоса.

Подбор циркуляционного насоса

Именно это устройство обеспечивает движение теплоносителя по магистралям системы отопления, системы теплый пол, системы рециркуляции ГВС. В сложных многоконтурных системах домов большой площади и этажности таких насосов может быть несколько.

Эффективная теплоотдача системы отопления напрямую зависит от соответствия параметров циркуляционного насоса параметрам системы в целом. Чтобы ориентироваться в теме, как подобрать циркуляционный насос для системы отопления, ознакомимся с его устройством и основными параметрами.

Устройство насоса

Посмотрим на разрез насоса. Он состоит из самого насоса и электромотора с блоком управления. Материал корпуса может быть: нержавеющая сталь, бронза, алюминий, чугун. Крыльчатка из нержавеющей стали или технополимера, закрепленная на валу двигателя, своим вращением создает принудительное движение жидкости через насос. Оси входного патрубка и ось выходного обычно расположены вдоль одной линии.Подшипники и вал циркуляционных современных насосов — из керамики, что благоприятно влияет на уровень шума и долговечность устройства.

Технические параметры циркуляционного насоса

С функциональными возможностями устройства можно ознакомиться из его технического паспорта. Выбрать циркуляционный насос для отопления Вам помогут знания о таких параметрах:

Расход насоса ( подача, производительность) — объемная величина (единица -м 3 /ч), численно равная максимальному объему воды, который может прокачать через себя насос за один час времени.
Напор циркуляционного насоса — это максимальное значение гидравлического сопротивления, которое оказывают все элементы отопительных контуров движению жидкости, и которое способен преодолеть насос (при его расходе = 0). Измеряется в м (метрах).
Характеристика насоса — производная величина, определяемая взаимосвязь напора насоса и его производительности. Так для однорежимного (односкоростного) насоса существует только одна характеристика, для двух и более — соответственно две и… Что говорить о насосах с плавно регулируемой производительностью.

Классификация циркуляционных насосов

Насосы циркуляционные от различных производителей друг от друга существенно не отличаются. Все они классифицируются по типу ротора. Различают:

насосы с «мокрым» ротором
насосы с «сухим» ротором.

Устройства первого типа отличаются тем, что ротор находится в жидкости, а его камера отделена от статора стальной нержавеющей гильзой. К преимуществам такого насоса относятся: его компактность и бесшумность, отсутствие необходимости в смазывании (теплоноситель играет роль смазки, а также и охлаждающей среды). Однако такие устройства характеризуются более низким КПД по отношению к «сухим» насосам.

У насосов «сухого типа отсутствует непосредственный контакт ротора с теплоносителем системы. Гидроизоляция обеспечивается уплотнительными кольцами из «нержавейки», угольного агломерата или керамики. Высокий класс «подгонки» колец друг к другу и их вращение приводит к тому, что между ними образуется тоненькая пленка воды, обеспечивающая герметизацию электрической части насоса. Прижимная пружина постоянно поджимает кольца по мере их износа, обеспечивая их «самоподгонку».

И перед тем, как подобрать циркуляционный насос для системы отопления, следует запомнить, что «прописка» такого насоса желательна в отдельном помещении. Отличительной особенностью устройств «сухого типа» является достаточно громкий звук функционирования.

Маркировка циркуляционных насосов

После названия марки насоса на его корпусе указаны цифры. Например, Grundfos UPS 25-50.

Первые две цифры — это диаметр присоединительных патрубков. В нашем случае 25 мм (1 дюйм) — диаметр резьбы гаек, поставляемых в комплекте с циркуляционным насосом.

Второе число обозначает максимальную высоту подъема теплоносителя в системе. В нашем примере высота подъема 5 м, то есть он может создавать избыточное давление до 0,5 атм.

Согласно этих величин выполняют подбор циркуляционного насоса для отопления после того, как теоретически выполнили расчет напора циркуляционного насоса и расчет мощности циркуляционного насоса отопления.

Кстати, потребляемая мощность насоса регулируется ступенчато (3 положения) или плавно (электронное управление электродвигателем насоса). О силе потребляемого тока при определенной отдаваемой мощности можно узнать из таблички, закрепленной на корпусе насоса.

Насосы, оборудованные электронным блоком управления, отличаются повышенной экономичностью и способны самостоятельно регулировать свои рабочие характеристики, анализируя расход и давление воды в системе.

Расчет циркуляционного насоса выполняют, исходя из потребности строительной конструкции в тепле – эта величина является базовой точкой при расчете циркуляционного насоса для отопления. Значение величины принимается соответствующим наиболее холодному времени года. Согласно, СНиП 2.04.07-86 “Тепловые сети” для одно-двухэтажных зданий на 1 м 2 общей площади 173-177 Вт/м 2 при температуре «за бортом» -25 — 30 °C. Дома в три-четыре этажа имеют показатели от 97 до 101 Вт/м 2 соответственно.

Умножив это «нормы» на число «квадратов» отапливаемого помещения, получим величину потребности строения в тепле.

Также расчет параметров циркуляционного насоса можно выполнить, исходя уже из мощности котла.

Необходимое значение рассчитывается по формуле:

(Q) — рассчетная величина, соответствующая расходу насоса, (литров/ч);

(N) — мощность основного нагревателя (котла), (Вт);

(t_2)— температура теплоносителя на входе в подающую трубу (на выходе из котла), (°C);

(t_1) — температура теплоносителя в «обратке» (на входе в котел), (°C).

Подставив необходимые параметры в формулу, мы получим требуемый расход насоса.

Температура теплоносителя, «выходящего» из котла обычно находится в промежутке от + 85 до 95 °C, температура «обратки» в диапазоне 60-70 °C.

Величину необходимого для преодоления гидравлического сопротивления напора определяют по специальным формулам. Для упрощенного подбора можно воспользоваться такой информацией:

Внимание! В расчетах учитывается полная длина контура (подающей трубы и обратной).

При расчетах гидравлического сопротивления всей отопительной магистрали не принимается во внимание высота (этажность) здания. То есть, величина высоты, на которую насос должен будет поднимать воду, тут роли не играет!

Это объясняется тем, что система замкнутая. Поэтому высота подающей линии равняется высоте обратной — столбы жидкости в них уравновешены между собой.

Суммарное гидравлическое сопротивление определяется только суммой сопротивлений всех поворотов, тройников, вентилей…

Как подобрать циркуляционный насос для отопления

Используя рассчитанные данные напора и расхода, определяют необходимую характеристику насоса, который затем подбирают по каталогу.

Так как подбирая циркуляционный насос для системы отопления мы оперировали максимальными данными нагрузки на насос, то для его повседневной работы будет достаточно выбрать менее мощный вариант. Он и «потише» будет при меньшей свой стоимости, и электроэнергии «кушать» будет меньше.

Особенности монтажа

При установке насосов необходимо учитывать такое правило: «Вал насоса должен располагаться горизонтально!»

Такие устройств «качают» теплоноситель только в одном направлении. Поэтому при монтаже насоса необходимо соблюдать правильное направление его установки.

Можно подобрать циркуляционный насос для отопления с естественной циркуляцией. В таком случае, проводится модернизация существующей отопительной системы с естественной циркуляцией теплоносителя установкой циркуляционного насоса. «Врезанный» в такую систему насос позволяет улучшить равномерность прогрева всех радиаторов. Кроме этого практически замечена экономия газа на 20-30% при интеграции такого насоса в контуры отопления.

Насос устанавливается на обводной байпас, врезанный в «обратку» системы, а в магистральную трубу необходимо установить обратный клапан, который позволит системе функционировать и при внезапном отключении электроэнергии.

Диаметр труб для отопления с принудительной циркуляцией

Недопустимо мало внимания уделяется правильному подбору труб для систем отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя, а ведь от этого зависит эффективность всего отопления. Циркуляционный насос прокачивает жидкость по трубам и радиаторам, неся тепло от котла к теплообменникам. На пути наибольшее сопротивление воде оказывают именно трубы, фитинги и запорная арматура, и очень важно найти оптимальный баланс между сечением труб, объемом теплоносителя и такими параметрами, как скорость движения воды, давление и напор. Рассчитаем диаметр труб для отопления с принудительной циркуляцией.

Уже опираясь на теоретические расчеты, которые, к слову не займут много времени, можно обратить внимание на выбор материала труб, способ их прокладки и даже эстетичный внешний вид разводки.

Как рассчитать диаметр труб для отопления с естественной циркуляцией, описано в этой статье.

Что учитывается при расчете

Критерии для подбора диаметра труб:

объем необходимого теплоносителя для заполнения системы;
протяженность контура (-ов);
скорость транспортировки теплоносителя;
требуемая мощность отопления в киловаттах;
продуктивность насоса принудительной циркуляции;
сопротивление контура по трубам.

Для каждого параметра имеется диапазон приемлемых значений. Расчет при этом должен дать размер трубы системы отопления, удовлетворяющий всем требованиям и обеспечивающий допустимые параметры.

Расчеты касаются внутреннего диаметра. Уже после получения нужного размера выбирается подходящий номинал, имеющийся в продаже, далее подбирается материал. От этого зависит толщина стенок, внешний диаметр и внешний вид.

Параметры отопления для системы с принудительной циркуляцией

Объем необходимого теплоносителя должен быть как можно меньше, потому оптимальный диаметр труб для отопления с принудительной циркуляцией берется поменьше. Ограничением становятся следующие параметры: допустимая скорость движения жидкости и сопротивление контура.

Длина контура вместе с диаметром, количеством колен и переходов характеризует такой параметр, как сопротивление труб. Насос для циркуляции жидкости должен обеспечивать достаточный напор, перекрывающий все эти сопротивления.

Скорость потока для любой системы отопления должна находиться в пределах выше 0,2 м/с и ниже 1,5 м/с. Нижняя граница ограничивает минимальную скорость движения жидкости, при которой сохраняется должный теплоперенос от котла к радиаторам без локального перегрева или охлаждения. Тепло от котла попросту не успеет перейти к радиаторам и всей жидкости.

Верхний предел в 1,5 м/с установлен с тем, чтобы теплоноситель проистекал в системе бесшумно. На больших скоростях будет слышен шум и журчание, а также вредные вибрации, особенно в системах с большим количеством колен и поворотов. При большей скорости теплоносителя увеличивается и сопротивление труб, что требует в итоге увеличения мощности насоса.

Продуктивность в киловаттах нужна для расчета оптимального сечения труб, при которых обеспечивается требуемый теплообмен и скорость течения жидкости. Естественно тепловая эффективность системы выбирается достаточной с учетом всех теплопотерь и необходимой температуры внутри помещения.

Требуемая мощность рассчитывается по формуле:

где V – отапливаемый объем воздуха в помещении, dt – перепад температур в комнате и на улице, k – коэффициент теплопотерь для ограждающих конструкций помещения. Это приближенная формула расчета.

Продуктивность насоса определяется в скорости прокачки жидкости, указываемой в его характеристиках как количество метров кубических в час и напоре в паскалях. Часто вместо паскалей указывают высоту, на которую насос способен поднять столб воды в трубе, например 3 метра. Данный параметр сравнивается с сопротивлением отопления и должен его превышать, чтобы обеспечивать достаточный напор. Напор величиной в 0,1 Мпа соответствует столбу жидкости в 10 метров, из такого простого сравнения можно делать пересчеты характеристик насоса.

Расчет сопротивления контура отопления и подбор оптимального диаметра трубы

Опорные данные уже получены и учтены. Теперь необходимо определить оптимальный маршрут для разводки труб к местам установки радиаторов, количество фитингов, колен и поворотов трубы. Для начала берется приблизительный диаметр трубы, например ¾ дюйма. Для этого размера подбираются диаметры магистральных, коллекторных участков и подводов к теплообменникам и рассчитывается сопротивление контура отопления. Полученное значение сравнивается с производительностью выбранного циркуляционного насоса, которое должно быть минимум на 25% больше.

Когда вычисленная скорость движения жидкости получается слишком низкой или завышен объем теплоносителя, то переходят на меньший опорный диаметр и расчеты повторяются. Аналогично и с увеличением.

На практике сопротивление труб выражается метрами. Обозначается условная потеря напора эквивалентная высоте водяного столба. Применяется формула:

где H – высота соответствующая потере напора, λ – сопротивление метра трубы, L – полный маршрут контура отопления, D – искомый диаметр, притом именно внутренний, V – скорость течения теплоносителя, g – ускорение свободного падения.

Из справочной литературы или технической спецификации потребуется выбрать только коэффициент сопротивления труб. Он отличается в зависимости от типа материала трубы, качества внутренней поверхности, шероховатости. В противном случае потребуется объемный и сложный путь расчета с применением Числа Рейнольдса, формул Блазиуса и Конакова, Альтшуля и Никурадзе.

Задача состоит в том, чтобы значение потери напора была меньше примерно на 20% от создаваемого напора насосом принудительной циркуляции.

Берется суммарная протяженность трубопровода от котла к радиаторам по самому продолжительному пути и обратно без учета параллельных отводов.

Если используется основная коллекторная труба большего диаметра и отводы к радиаторам меньшим сечением, то расчет выполняется дважды по протяженности каждого типа труб и результаты суммируются.

Упрощенный способ расчета

Альтернативный способ расчета или вариант проверки полученных ранее данных для систем с принудительной циркуляцией получается с помощью еще одной упрощенной формулы:

где Q — количество тепла, передаваемого радиаторами окружающей среде, dt – разница температуры теплоносителя на выходе из котла и на обратке, V – скорость течения жидкости.

Разница температур оптимально составляет 20 градусов. На выходе из котла принимается температура теплоносителя равной 90оС, а после прохода всего контура, она должна успеть остыть до 65-70оС.

Получив результаты

Вычисленные размеры можно смело применять для обустройства простого отопления в частном доме с принудительной циркуляцией: однотрубная разводка, двухтрубная с верхней разводкой. В случае коллекторных групп или для отопления, в котором используется два и более независимых контура лучше привлечь специалиста для должного подбора труб и фитингов. Важно учесть и количество разворотов, способ укладки, вариант подключения теплообменников и еще целый ряд нюансов, способных существенно повлиять на результат проектирования.

Необходимый диаметр труб для разных систем отопления

Для каждой системы отопления разработаны и индивидуально подобраны размеры труб, их технические параметры. В соответствии с практическими навыками, подборка нужного диаметра предотвращает появление различных технических неполадок, повышает безопасность и надежность всей системы отопления. Необходимо учитывать это и не пренебрегать данным условием. Давайте разберем, где и какой диаметр лучше всего использовать.

Диаметр труб к каждой системе отопления подбирался практическим путем. К выбору диаметра нужно отнестись максимально серьезно, так как качественный подбор позволит при необходимости заливать стяжку, обеспечит проход через стены, не затруднит установку циркуляционных насосов и прочее.

Размер труб для котлов

Общий котловой диаметр труб отопления частного дома является основой основ всей системы отопления. Так как в этом случае труба будет устанавливаться от начала котла до самого коллектора отопления.

Выделяют виды котлов:

При использовании напольного котла диаметр трубы должен соответствовать диаметру выхода котла. Обычно это 20-32 мм. При использовании настенного котла рекомендуемый диаметр полипропиленовой трубы составляет 25 или диаметр 20 для металлопластиковой трубы. Она будет соединять котел и распределительный коллектор.

Рекомендуется соединять коллектор с трубой 40 диаметра, независимо от диаметра трубы, присоединенной к котлу. Данный факт объясняется тем, что диаметр коллектора должен превышать размер выходящих из него труб. Это является важным правилом установки и увеличивает эффективность работы в несколько раз.

Размеры труб для схем отопления

В настоящее время существуют несколько видов систем отопления. К ним относятся:

Однотрубная система отопления «Ленинградка»;
Двухтрубная система отопления;
Коллекторная лучевая разводка системы отопления.

Однотрубная система отопления «Ленинградка»

Однотрубная система отопления «Ленинградка» имеет ограничения по числу радиаторов. Наличие восьми батарей является оптимальным и рекомендуемым для установки на одну ветки. В данном случае требуется применение:

полипропиленовой трубы, имеющей диаметр 32;
трубы из металлопластика и стали, имеющей диаметр 26 (на выбор из этих двух).

Труба, имеющая 32 диаметр, вполне достаточна для системы отопления частного дома, включающей восемь радиаторов, потому что перепад температуры от первого радиатора до последнего радиатора будет не таким значительным.

Как показывает практика, при использовании трубы с меньшим диаметром (например, 25 мм), в дальнейшем ее заменить будет невозможно в случае возникновения значительного перепада температуры. Несмотря на то, что труба, имеющая 25 диаметр, стоит дешевле, последствия от установки будут гораздо масштабнее. За незначительную экономию в 2-3 тысячи рублей вы можете приобрести гораздо больше убытков. Если вы заинтересованы экономией, лучше приобретите краны подешевле, которые идут к радиаторам. Они всегда находятся на видном месте, и замена производится легко.

Самые главные моменты при установки однотрубной системы отопления:

основной стояк на Ленинградке – труба, имеющая размер 32 мм ППР или на размер меньше для стальной и металлопластиковой трубы;
подъемы к радиаторам делают 20 трубой;

К подъемам устанавливается тройник (32*20*32). Если труба из металлопластика, то тройник должен иметь характеристики 26*16*26 (указанных размеров достаточно, чтобы заводские радиаторы хорошо прогревались). Установка кранов и пробки осуществляется на одну вторую, таким образом будет более эффективно распределяться тепло.

Двухтрубная система отопления

В двухтрубной системе отопления частного дома подача и обратка уже разделены. Если количество радиаторов не превышает восьми штук (самое оптимальное число использования для одного этажа), используется 25-диаметровая полипропиленовая труба или двадцатидиаметровая труба из металлопластика. В двухтрубной системе отопления произошло разделение потоков, именно поэтому нет смысла использовать толстые трубы. Плюс ко всему, в стяжке две 25 мм трубы располагаются более компактно. Если в наличии присутствуют более восьми радиаторов, то на контур лучше заложить 32 мм трубу.

Самые главные моменты при установке двухтрубной системы отопления

основной лежак оформляется 25-диаметровой трубой;
подъемы к радиаторам следует оформлять трубой, имеющей диаметр 20;
в случае металлопластика основной лежак оформляется 20-диаметровой, а подъемы можно сделать 16-диаметровой трубой.

Лучевая разводка

В коллекторной (лучевой) схеме разводки отопления присутствует основной коллектор. И к каждому радиатору или каждым двум радиаторам предоставлена одна ветка. В коллекторной лучевой схеме отопления используются 16-диаметровые трубы из металлопластика. Указанного диаметра трубы вполне достаточно для функционирования одного, двух радиаторов на одном контуре. В принципе, если радиаторы не очень больших размеров, это вполне приемлемо, но с осторожностью.

В случае, если вы устанавливаете два радиатора на ветку, то ни в коем случае не забывайте одновременно с этим осуществлять установку байпаса или тройника (байпас – дополнительная трубка, позволяющая в случае чего перенаправить ток жидкости по дополнительному пути). Смысл данной установки заключается в том, чтобы тепло, переходящее из радиатора в радиатор, не упиралось в них, а наоборот, без труда переходила к следующему радиатору.

В исключительных случаях в коллекторной схеме разводки устанавливают 20-диаметровую трубу. Но в этом действии нет как таковой необходимости и важности.

Преимущества лучевой схемы разводки

В большинстве случаев она более широко используется по сравнению с другими системами отопления, потому что считается более надежной и удобной

Одно из самых ярко выраженных положительных качеств заключается в том, что в лучевой схеме разводки не присутствуют фитинги в стяжке. Каждый радиатор имеет автономную систему управления (радиаторы функционируют независимо друг от друга). Также существует возможность непроблематичной установки автоматики, в том числе и термоголовок. Лучевая разводка является универсальной системой отопления. Ее можно устанавливать и в многоквартирных домах, и в частных сооружениях, которые могут иметь несколько этажей и неограниченное количество комнат.

Следует учитывать, что каждый дом требует индивидуального подхода и должен иметь индивидуально подобранную систему обогрева, которая подбирается согласно проектировке жилого дома.

Самообслуживание, осуществление проектировки и установка коллекторной лучевой схемы разводки не являются какими-либо очень сложными действиями, но несмотря на это, рекомендуется проводить данные мероприятия под контролем профессионалов.

Данная система отопления весьма массивна, поэтому его желательно размещать в специально предназначенном месте. Основное преимущество лучевой системы отопления выражается в том, что всегда существует возможность произвести отключение одного или сразу нескольких радиаторов. Примененное действие никак не будет сказываться на эффективной и слаженной работе.

Следует помнить, что при использовании лучевой разводки, будет увеличиваться расходный материал.

Что надо знать, выбирая диаметр трубы для отопления: 5 секретов теплоснабженца

Автономная система отопления частного дома представляет собой сложную структуру, состоящую из трубопроводов и множества приборов. Чтобы создать такую систему, которая будет обогревать дом, не выбрасывая на ветер лишние деньги в процессе эксплуатации (да и на стадии монтажа), все элементы системы должны быть оптимизированными, правильно подобранными и, соответствовали потребностям дома в тепле и друг другу.

Для правильного расчета диаметра труб принимаются во внимание общие теплопотери в помещении в максимально холодный зимний период. Исходя из этого, вычисляется

На диаметр трубопроводов также влияют:

Тип разводки (одно- или двухтрубная)
Способ циркуляции (принудительная, самотечная)

Котел

На выбор мощности котла также влияют:

Качество топлива (расчет выполнялся на использование газа);
Теплопотери, допускаемые, если котел расположен на некотором расстоянии от дома. При этом теплоизоляция трубопроводов не удовлетворительная;
Слабая теплоизоляция стен.
Использование горячей воды в бытовых условиях. Двух контурный котел, выбираемый для подачи горячей воды, должен быть более мощный;
Следует учитывать и тот факт, что зимой давление в газопроводах неизменно падает.

Все вышеупомянутые факторы заставляют использовать оборудование мощностью в полтора-два раза большей, чем требуется для автономного отопления дома.

Подача воды к котлу: естественное двухтрубное отопление в ленинградке

Самотечная подача воды в котел осуществима при централизованном водоснабжении местности. Но если застройщик получает воду от колодца индивидуально, для подачи и круговорота воды нужен циркуляционный насос для отопления.

В отопительной системе применяется циркуляционный насос, оптимизирующий скорость теплоносителя, и обеспечивающий возврат остывшей жидкости в котел. Насос попутно решает проблему воздушных пробок, которые попросту смываются постоянно текущим теплоносителем. Для отопительной системы частного дома рекомендуется выбирать саморегулирующийся насос с мокрым ротором, который в процессе эксплуатации контактирует с теплоносителем. Этот насос работает бесшумно, способен сам подстроиться под изменение работы котла, он экономичен и долговечен. Его мощности и КПД достаточно для коттеджа.

Оптимальным для домашней системы отопления должно быть давление в полтора-два атм. Скачок давления до 3-х атм. Способен разорвать котел, трубопроводы или радиаторы. И чтобы избежать резкого превышения давления в системе отопления вследствие повышения напора воды, на выходе из котла устанавливается расширительный бак.

Теплопровод в многоквартирном доме: как выбрать трубы по наружному и внутреннему диаметру гильзы для радиатора

В системе обогрева дома не последнее значение имеет правильный выбор трубы, по которым течет теплоноситель. От диаметра зависит

Пропускная способность трубопровода,
количество воды, находящееся в отопительном контуре в единицу времени, и соответственно, теплоотдача;
давление воды в контуре.

Рассмотрим, как рассчитать правильный диаметр труб для системы обогрева с принудительной циркулированием, наиболее приемлемым для для отопления в частном доме. Выбирая трубы для отопительного контура, следует учитывать один фактор: медные и пластиковые трубы маркируются по внешнему диаметру, а в технических характеристиках стальных и металлопластиковых изделий — прописывается внутреннее сечение. Этот фактор имеет значение при расчетах диаметров и монтаже трубопроводов. Диаметр трубы для отопления загородного дома выбрать не сложно, если есть под рукой хороший теплотехник.

Если подбираются трубы для подключения собственного дома к централизованной тепломагистрали, то диаметр труб для отопления берется такой, же, как в квартирах многоэтажных домов.

Но совсем иначе рассчитывается диаметр трубы для отопления частного дома. Важно помнить, что не на всем протяжении теплопровода следует выбирать для отопления
трубы одного размера. На определенных участках, пор мере из разветвления, их сечение изменяется.

Формула расчета диаметра труб для отопления частного дома

Расчет выполняется по формуле

D —диаметр трубы, в миллиметрах
∆t° — разница температур (между подаваемой водой и возвращаемой обратно в котел), указано в градусах Цельсия(С о );
Q —количество тепловой энергии, нужной для обогрева помещения в киловаттах, и рассчитанное нами ранее;
V — скорость теплоносителя в м/с — выбирается из определенного диапазона.

Опираясь на эту формулу, для простоты вычислений созданы данные, позволяющие рассчитать диаметр трубы.

На списке данных, (внизу) указаны величины для труб из полипропилена, потому что именно эти изделия все чаще используются для устройства отопительного контура. По ней вы определите диаметр, необходимый для заданной системы обогрева. Розовым цветом выделена оптимальная скорость перемещения воды — носителя тепла. Но если вы планируете устанавливать стальные, или металлопластиковые трубы, то работать будут другие расчеты.

Рассмотрим, как перемещается теплоноситель в контуре с принудительной циркуляцией. Она совершается посредством насоса, коллектора и носителя тепловой энергии. Если установить трубы с меньшим диаметром, то интенсивность движения горячей воды будет выше, она быстрее будет совершать оборот по трубопроводу и возвращаться в котлоагрегат. Соответственно, более широкий трубопровод замедлит движение теплоносителя.

Секреты монтажа стояка отопления: использование полипропиленовых труб 25 мм

Отопительный контур монтируется трубопроводом с меньшим диаметром по самым банальным причинам:

Чем тоньше трубы, тем ниже цена;
При открытом монтаже они не так бросаются в глаза, а при закрытом требуют меньшей глубины в штробах.
Чем меньше диаметр труб для отопления, тем меньше теплоносителя находится в системе. Это ведет к экономии топлива.

Температура теплоносителя в системе отопления зависит также и от скорости движения теплоносителя по трубопроводу.

Как производится расчет согласно установленному котлу: разводка зависит от многих факторов

Сначала определяем, какая труба требуется на отрезке от котла до первого расхождения в доме. Допустим, количество тепла равняется 38 кВт. По разделу, соответствующему этому показателю, переходим на клеточки, окрашенные розовым оттенком и смотрим какие диаметры труб для отопления частного дома соответствуют этим зонам. Определяем, что это трубы 40 и 50 мм. Выбираем меньшее, то есть 40 мм. Диаметр трубы для системы отопления подбирается настоящим специалистом в этом деле.

Далее следует разветвление трубопровода в доме. Например, на два этажа. На нижнем этаже поглощение тепла выше, Предположим, что 20 кВт поглощаются первым этажом, и 18 переносятся на второй этаж. По таблице определяем, что данной теплоотдаче соответствует размер сечения 32 мм.

На каждом этаже трубопровод снова делится на две ветки. Получаем, по 10кВт на первом этаже и 9 — на втором. Из таблицы видим, что данным параметрам соответствует труба 25 мм. На каждом этаже по два крыла. Снова значение тепла делится на два и в результате получается 5 и 4,5 кВт. Далее следует разделение трубопровода на комнаты, и потребление тепла доходит до 5 кВт. Диаметр снижается до 20 мм. Но как показывает практический опыт, переходить на «двадцатку» имеет смысл только при потреблении тепла до 3кВт. Обратка выполняется в таком же порядке.

Рассчитывается количество секций радиатора отопления исходя из площади комнаты, где устанавливаются радиаторы, и опираясь на паспортные данные самих радиаторов, в которых прописана мощность секций.

В заключение следует сказать о том, что отопление дачного дома не работает круглосуточно и регулярно. Его включают лишь тогда, когда в доме находятся люди. И в зимний период есть опасность обмерзания отопительного контура, разрыва труб и радиаторов. Чтобы этого не произошло, в котел заливают незамерзающую жидкость для отопления, которая, смешиваясь с водой, понижает температуру ее замерзания, изнутри предохраняет стальные узлы отопительной системы от коррозии. Кстати, полипропиленовые трубы способны несколько расширяться, что предохраняет их от разрывов вследствие обмерзания, поэтому при организации отопления предпочтение отдается именно данному типу трубопроводов. Диаметр трубы для отопления должен отвечать всем требованиям системы в общем.