Делаем трубопроводы систем отопления самостоятельно: расчет, монтаж, требования и диаметр труб

Диаметр труб и его влияние на КПД системы отопления

Система отопления функционирует эффективно только тогда, когда проект трубопровода выполнен корректно

На этапе планирования важно рассчитать вероятные теплопотери и попытаться их максимально сократить. Иначе, несмотря на внушительные энергозатраты, отопительная система справляться со своими задачами полноценно не будет. При покупке труб для монтажа отопительной сети необходимо учитывать не только физико-химические характеристики материала, но и то, какой длины и диаметра будет ваш трубопровод

Такой подход позволит создать экономичную систему отопления с высоким КПД

При покупке труб для монтажа отопительной сети необходимо учитывать не только физико-химические характеристики материала, но и то, какой длины и диаметра будет ваш трубопровод. Такой подход позволит создать экономичную систему отопления с высоким КПД.

Сечение труб влияет на гидродинамику трубопровода, поэтому выбор диаметра труб для отопления нельзя проводить бездумно.

Многие думают, что с увеличением диаметра труб отопления растет эффективность самой системы. Но это утверждение ошибочно. При неоправданно большом диаметре давление в системе отопления снижается, достигая минимальных значений, что приводит к отсутствию отопления в доме как такового.

Как подобрать диаметр трубы, если планируется монтаж трубопровода в частном коттедже? В первую очередь ориентируйтесь на то, каким способом теплоноситель будет подаваться в вашу отопительную систему. Если вы подключены к централизованной магистрали, то расчет осуществляется так же, как и при проведении тепла в квартире.

Таблица расхода теплоносителя, скорости его движения и потерь давления стальных и ПЭ труб различных диаметров

Но если ваш дом оснащен автономной отопительной системой, тут диаметр зависит от материала изготовления труб и от схемы отопления. Например, для сети с естественной циркуляцией теплоносителя понадобятся трубы одного диаметра, а при добавлении в систему насоса – другого.

Пример расчета отопительной системы

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.

Расчет тепловой мощности

В качестве примера будет выступать стандартная комната с размерами 4,8х5,0х3,0м. Отопительный контур с принудительной циркуляцией, необходимо выполнить расчет диаметров труб отопления для разводки по квартире. Основная расчетная формула выглядит так:

в формуле использованы такие обозначения:

• V – объем помещения. В примере он равен 3,8∙4,0∙3,0 = 45,6м3;
• 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

Определение диаметра

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.

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.

Особенности отопительных систем с естественной циркуляцией

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.

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.

Особенности выбора сечения отопительных труб

Функция трубопровода заключается в транспортировке теплоносителя от котла, где он нагревается, к отопительным приборам и обратно в котел

При этом важно правильно подобрать диаметр труб для отопительной системы в частном доме. Ошибки в подборе сечения снижают КПД системы, что ведет к перерасходу топлива и увеличению нагрузки на котельный агрегат

От диаметра трубы отопления зависит, как поток теплоносителя будет перемещаться по системе. Размер сечения трубопровода влияет:

На скорость потока. Если теплоноситель движется медленно, приборы отопления, расположенные на максимальном удалении от котла, не могут полноценно прогреваться, а поднимать температуру жидкости в системе свыше установленных пределов нельзя. Высокая скорость потока приводит к возникновению турбулентности в изгибах трубопровода, из-за чего возникает неприятный шум

Важно добиться равномерного, без завихрений, потока жидкости и оптимального распределения тепловой энергии по отопительным радиаторам. 
На общий объем теплоносителя. Для гидравлической системы отопления необходимо использовать трубы увеличенного сечения, чтобы не было серьезной потери скорости движения жидкости из-за трения о внутреннюю поверхность трубопровода

Чем больше диаметр трубопровода, тем больше объем жидкости в системе. Соответственно будет возрастать расход энергоносителя на ее нагрев до расчетных температур. Если выбрать слишком большое сечение трубопровода, давление в системе будет настолько низким, что теплоноситель не сможет циркулировать. 
На гидравлические потери. При использовании в системе труб различного диаметра, на их стыках возникает разность давления. Это повышает гидравлические потери. Тот же эффект наблюдается, если полипропиленовые трубы соединены с нарушением технологии монтажа. Из-за формирования наплывов на внутренней поверхности стыка происходит заужение рабочего сечения.

Чтобы избежать финансовых потерь при переделке отопительной системы, КПД которой отказалось низким, необходимо грамотно выполнить расчет диаметра трубы для отопления. Рекомендуется обратиться к профессионалам, которые подберут необходимые диаметры труб на основании точных тепловых и гидротехнических расчетов, воспользоваться специализированной программой-калькулятором либо вычислить параметры самостоятельно, по стандартным формулам.

Достоинства и недостатки труб из полипропилена

Отопительная система, которая будет выполнена из полипропиленовых труб, представлена такими достоинствами:

1. Доступная стоимость и высокое качество.
2. Практически гладкая поверхность внутри полипропиленовой трубы пропускает теплоноситель с потерями давления, соответствующие минимальному значению.
3. Отопление, выполненное специалистами, отличается высокой надежностью.
4. Трубы из полипропилена стойкие к гидроударам и к коррозии.
5. У отопления хорошая ремонтопригодность.
6. Отопительная система имеет высокую тепло- и звукоизоляцию.
7. Трубам присуща большая упругость, которая обеспечивает устойчивость к примерзанию (замерзанию) воды в системе.
8. Материал для отопления отличается экологичностью.
9. Рабочее давление до 10 атм.
10. По трубам можно транспортировать воду с температурой до 95 °С.
11. Срок эксплуатации труб из полипропилена составляет больше 50 лет.
12. Трубы можно проложить в стенах и полах, тем самым скрыть из виду.
13. Простота монтажа позволяет легко и быстро выполнить установку системы отопления дома самостоятельно.

Так как идеальных материалов нет, отметим недостатки полипропиленовых труб:

1. Трубы способны расширяться в длину, у них высокий показатель линейного расширения.
2. Так как солнце негативно влияет на структуру полимера, то трубы нужно защищать от солнечных лучей.
3. Если температура нагрева повышается до 175 °С, полипропилен начинает плавиться.

Если полипропиленовые трубы были приобретены у непроверенного производителя, то это может привести к проблемам в работе отопительной системы. Использование низкосортного сырья, нарушение технологии изготовления труб могут привести к снижению всех показателей.

Установка и разводка системы — монтаж

Для возведения отопительного контура в частном доме нужно учесть некоторые детали. Существуют разные схемы разводки системы

Важно, выбрать и спроектировать наиболее оптимальный вариант. Циркуляция носителя бывает естественной и принудительной

В некоторых случаях удобен первый вариант, в других — второй.

Естественная циркуляция происходит за счет изменения плотности жидкости. Горячий носитель характеризуется меньшим показателем плотности. Вода, направляющаяся по обратному пути, более плотная. Таким образом нагретая жидкость поднимается по стояку и двигается по горизонтальным магистралям. Они монтируются под небольшим углом, составляющем не более пяти градусов. Уклон позволяет перемещаться носителю методом самотека.

Схема отопления, работающая на основе естественного циркулирования, считается самой простой. Для выполнения ее монтажа не нужно обладать высокой квалификацией. Но она подходит только для зданий небольшой площади. Длина магистрали в этом случае не должна превышать тридцать метров. Из минусов этой схемы можно выделить низкое давление внутри системы и необходимость применять каналы значительного сечения.

Принудительная циркуляция подразумевает наличие специального циркуляционного насоса. Его функция — обеспечивать перемещение носителя по магистрали. При реализации схемы с принудительным движением жидкости не нужно создавать наклона контура. Из ее недостатков можно выделить энергетическую зависимость системы. Если произойдет отключение электричества, движение носителя в системе будет затруднено. Поэтому желательно, чтобы в доме присутствовал собственный генератор.

Разводка бывает:

• Однотрубной.
• Двухтрубной.

Первый вариант реализуется через последовательное протекание носителя через все радиаторы. Такая схема является экономной. Для ее реализации потребуется минимальное число труб и фасонных частей к ним.

Для этого нужно воспользоваться так называемой «Ленинградской» схемой разводки.

Она подразумевает монтаж обходных труб и запорной арматуры на каждом радиаторе. Такой принцип позволяет обеспечить бесперебойную циркуляцию носителя при отсечении какой-либо батарее.

Установка двухтрубной схема отопления в частном доме заключается в подключении к каждому радиатору обратного и прямого тока. Это увеличивает расход каналов примерно в два раза. Но реализация этого варианта позволяет регулировать теплоотдачу в каждой батарее. Таким образом, будет возможность отрегулировать температурный режим в каждом отдельно взятом помещении.

Двухтрубная разводка бывает нескольких видов:

• нижняя вертикальная;
• верхняя вертикальная;
• горизонтальная.

Нижняя вертикальная разводка подразумевает пуск по полу нижнего этаже здания или его подвалу подающий контур. Затем от основной магистрали по стоякам носитель идет вверх попадает в радиаторы. От каждого прибора идет «обратка», доставляющая остывшую жидкость к котлу. Реализуя эту схему, нужно установить расширительный бак. Также есть необходимость в монтаже на всех приборах отопления, находящихся на верхних этажах, кранов Маевского.

Верхняя вертикальная разводка устроена иначе. От отопительного агрегата жидкость идет на чердак. Далее носитель движется вниз через несколько стояков. Он идет через все радиаторы и возвращается в агрегат по магистральному контуру. Чтобы удалять из это системы воздух нужен расширительный бак. Эта схема более эффективная, чем предыдущая. Поскольку внутри системы присутствует более высокий показатель давления.

Горизонтальная схема разводки двухтрубного типа с принудительной циркуляцией наиболее популярная.
Она бывает трех разновидностей:

• с лучевым распределением (1);
• с попутным перемещением жидкости (2);
• тупиковой (3).

Вариант с лучевым распределением состоит в соединении каждой батареи с котлом. Такой принцип работы наиболее удобный. Тепло равномерно распределяется во всех помещениях.

Вариант с попутным движением жидкости довольно удобный. Все магистрали, идущие к радиаторам обладают равной длиной. Регулировка такой системы достаточно простая и удобная. Для монтажа данной разводки нужно приобрести значительное количество каналов.

Последний вариант реализовывается путем использования небольшого числа каналов. Минус — значительная длина контура от дальней батарее, что усложняет регулировку функционирования системы.

Определение диаметра труб для однотрубной системы с принудительной циркуляцией

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.

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

• 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.
• 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.
• На третьем радиаторе нагрузка уже 10,5 кВт. Определяем сечение — все те же 20 мм.
• На четвертый радиатор, судя по таблице, идет уже 15 мм: 10,5 кВт-2 кВт=8,5 кВт.
• На пятый идет еще 15мм, а после него уже можно ставить 12 мм.

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.

Двухтрубный контур в квартире многоэтажки

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.

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.

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.

Оптимальный диаметр трубы для отопления в квартире и в частном доме до 100 кв м составляет 25 мм. Это относится к изделиям из полипропилена.

Расчет тепловой мощности

Определить нужное сечение полимерных или металлических труб для отопления частного дома небольшой площади можно без каких-либо сложных вычислений. Необходимо лишь учесть, что:

• для гравитационной системы внутренний размер труб должен составлять 30–40 мм;
• в системах закрытого типа с циркуляционным насосом внутренний диаметр трубопровода делают меньшим, чтобы обеспечить оптимальные показатели скорости потока жидкости и давления.

Чтобы подобрать диаметр труб для теплоснабжения частного дома большой площади, нужно использовать несколько формул. Они помогут выполнить примерные расчеты.

Обратите внимание на дельту температур. Для ее расчета берется средняя температура воздуха на улице в зимнее время, характерная для данного региона, и комфортная температура в доме (она должна соответствовать санитарным значениям)

При предварительном вычислении тепловой мощности используют поправочный коэффициент К, значение которого поможет найти таблица:

Материал труб

Прежде чем определять, какой диаметр трубы лучше подойдет для отопления частного дома, необходимо решить из какого материала будет выполнен сам трубопровод. Это позволяет обозначить способ монтажа, стоимость проекта и заранее спрогнозировать возможные теплопотери. Прежде всего, трубы подразделяются на металлические и полимерные.

Металлические

Сталь (чёрная, нержавеющая, оцинкованная).

Характеризуются отменной прочностью и устойчивостью к механическим повреждениям. Срок эксплуатации – не менее 15 лет (при антикоррозийной обработке до 50 лет).

Рабочая температура — 130⁰C. Максимальное давление в трубе — до 30 атмосфер. Не горючи. Однако тяжелы, сложны в монтаже (потребуется специальное оборудование и существенные временные затраты), подвержены коррозии. Высокий коэффициент теплопередачи повышает теплопотери ещё на этапе транспортировки теплоносителя к радиаторам. Требуется постмонтажная окраска. Внутренняя поверхность шероховата, что провоцирует накопление отложений внутри системы.

Максимальная температура рабочей среды — 250⁰C. Рабочее давление – 30 атмосфер и более. Эксплуатационный ресурс – более 100 лет. Высокая устойчивость к замерзанию носителя и коррозии.

Последнее накладывает ограничение на совместное использование меди с другими материалами (алюминием, сталью, нержавейкой); медь совместима только с латунью. Гладкость внутренних стен предотвращает образование налёта и не ухудшает пропускную способность трубопровода, что снижает гидравлическое сопротивление и даёт возможность использования труб меньшего диаметра. Пластичность, лёгкий вес и простая технология соединения (пайка, фитинги). Малая толщина стенок и соединительных фитингов сводит на нет гидравлические потери.

Самый значимый недостаток – крайне высокая стоимость, цена на медные трубы превышает цену на пластиковые аналоги в 5-7 раз. Кроме того мягкость материала делает его уязвимым в отношении находящихся в теплосистеме механических частиц (примесей), которые в результате абразивного трения приводят к износу труб изнутри. Чтобы продлить срок жизни медных труб, систему рекомендуется укомплектовывать специальными фильтрами.

Полимерные

Могут быть полиэтиленовыми, полипропиленовыми, металлопластиковыми. Каждая модификация обладает собственными техническими характеристиками в зависимости от технологии производства, используемых добавок и специфики строения.

Срок службы – 30 лет. Температура носителя — 95⁰C (кратковременно — 130⁰C); излишний нагрев приводит к деформации труб, сокращая эксплуатационный ресурс. Характеризуются недостаточной устойчивостью к замерзанию теплоносителя, в результате чего разрываются. Гладкость внутреннего покрытия предотвращает образование налёта, улучшая тем самым гидродинамические показатели трубопровода.

Пластичность материала позволяет прокладывать трубы без использования резки, сокращая тем самым количество фитинговых соединений. Пластик не вступает в реакцию с бетоном и не ржавеет, что позволяет скрыть теплопровод в полу и обустраивать «тёплые полы». Особым преимуществом пластиковых труб считается хорошие звукоизоляционные свойства.

Полиэтиленовые трубы под воздействием высоких температур склонны к значительному линейному расширению, что требует обустройства дополнительных компенсационных петель и точек крепления.

Уровень давления в контуре предопределяет не только диаметр полимерных труб, но и толщину стенок, которая варьируется в диапазоне от 1,8 до 3 мм. Фитинговые соединения упрощают монтаж контура, но увеличивают гидравлические потери.

Решая, какой диаметр выбрать, следует учитывать специфику маркировки различных труб:

• пластиковые и медные маркируются по внешнему сечению;
• стальные и металлопластиковые – по внутреннему;
• часто сечение обозначается в дюймах, для проведения расчёта их требуется перевести в миллиметры. 1 дюйм = 25,4 мм.

Чтобы определить внутренний диаметр трубы, зная размеры внешнего сечения и толщины стенок, следует от внешнего диаметра отминусовать удвоенное значение толщины стенок.

Вычисление мощности

Прежде всего, просчитывают мощность всей системы обогрева. Расчёт производится по формуле:

Qt= V*∆t*K/860

В которой:

• Qt — мощность тепла, кВт.
• V — величина отапливаемой комнаты, м³.
• ∆t — разница между температурой в жилье и температурой за пределами жилья зимой.
• К — коэффициент, показывающий теплопотери здания.

Для стандартных построек применяют средние значения.

Принцип расчёта

Общей исходной точкой для определения необходимого сечения является квадратура отапливаемого помещения — 10 кв. м. требуют 1 кВт тепла, значит, комната в 30 кв. м.

при высоте потолка около трёх метров должна получить 3 кВт.

Далее, определяют оптимальную скорость прохождения жидкости в системе — не менее 0,2 м/с и не более 1,5 м/с.

Имея эти данные, рассчитывают диаметр по формуле:

D= √(354*(0.86*Q/∆t)/V),

Где:

V — скорость теплоносителя в системе (метров в секунду);

Q — необходимый объем тепла для обогрева (кВт);

∆t — разница между подачами (обратной и прямой) (С);

D — сечение (в миллиметрах).

Какое отопление лучше, естественное или принудительное?

Если дом не отличается величиной площадей, насчитывает всего 1 этаж и количество радиаторов не превышает 3-5 шт., самотечная система отопления будет оптимальным решением задачи.

Во всех прочих случаях следует продумать установку циркуляционного насоса, и вот по каким причинам:

• При наличии насоса жидкость быстрее прогревается, достигает положенной температуры в + 50 С, расширяется и начинает циркулировать по системе. То есть прогрев помещений будет более быстрым.
• При самотечном движении воды теплоноситель в крайнем радиаторе будет остывшим, поэтому число модулей в батарее нужно увеличить, а это дополнительные расходы.
• Если стоит насос, риск завоздушивания батарей минимальный, даже при формировании открытой системы отопления.

При подключении насоса есть возможность управлять температурой прогрева, интенсивностью подачи теплоносителя в трубы, самотечная система такого не подразумевает.

Схемы водяного отопления

Они могут классифицироваться по нескольким параметрам.

Количество розливов

Однотрубная отопительная система (ленинградка) подходит для поквартирного отопления или для обогрева небольшого по площади частного дома. Она представляет собой единственный кольцевой розлив, параллельно которому подключены отопительные приборы.

Классическая ленинградка

Преимущество ленинградки — абсолютная отказоустойчивость: пока между концами розлива есть хотя бы минимальный перепад давления, циркуляция в ней не остановится.

Без пары недостатков тоже не обошлось:

1. Розлив должен образовывать замкнутое кольцо, что накладывает ряд ограничений на планировку отапливаемого помещения;
2. Для ленинградки типичен значительный перепад температуры между батареями в начале и в конце розлива.

В двухтрубной системе каждый радиатор (или группа  радиаторов) представляет собой байпас между двумя розливами (подающим и обратным). Именно двухтрубная схема применяется в большинстве многоквартирных домов. Она позволяет выровнять температуру батарей и практически не имеет ограничений по размерам контура.

Подающий и обратный розливы в подвале многоквартирного дома

Направление движения теплоносителя

Двухтрубная система может быть тупиковой и попутной. В первом случае при перетоке из подающего в обратный розлив направление движения теплоносителя меняется на противоположное, во втором — сохраняется прежним.

Первая схема нуждается в обязательной балансировке — дросселировании подводок ближних к вводу отопления или котлу приборов. Без балансировки большая часть объема теплоносителя станет циркулировать именно через ближние радиаторы, дальние же будут заметно холоднее.

Распределение температур радиаторов в тупиковой двухтрубной системе

В практике автора был случай, когда отсутствие балансировки двухтрубной системы привело к полной остановке циркуляции в дальних радиаторах и разморозке розливов.

Попутная схема (она же — петля Тихельмана) — это несколько (по числу отопительных приборов или их групп) параллельных отопительных контуров равной протяженности и равного гидравлического сопротивления. Петля Тихельмана не требует балансировки и обеспечивает одинаковую температуру всех батарей.

Схема контура с попутным движением теплоносителя

Ориентация

Разводка отопления может быть вертикальной (стоячной) и горизонтальной (например, в случае поквартирного отопления). В большинстве многоквартирных домов отопительный контур включает и вертикальные, и горизонтальные участки. Типичный пример — стояки и розливы отопления.

Комбинированная (горизонтально-вертикальная) разводка отопления

Горизонтальная разводка

Горизонтальное подключение трубы к регистрам в новых частных домах является наиболее популярной. С ее помощью удается сделать дом очень теплым и более эстетичным. 

Горизонтальная схема подключения может быть однотрубной или двухтрубной. В зависимости от способа укладки труб бывает периметральной и лучевой.

Периметральная схема

Эта схема предполагает монтаж труб вдоль стен по периметру этажа здания, допустима также скрытая прокладка в полу. Такой водяной контур отопления можно монтировать в процессе строительства дома или во время ремонта. Основной минус – большая длина трубопроводов и сложность слива теплоносителя из системы.

 Такая схема прокладки труб напоминает лучи солнца. С ее помощью удается настраивать работу каждого регистра, за счет чего в каждом помещении всегда будет оптимальная температура.

Эту схему подключения в основном применяют во время строительства дома, так как трубы нужно укладывать на черновой пол и заливать стяжкой. К минусам нужно отнести сложность ремонта, так как при возникновении аварии крайне проблематично добраться до повреждённых труб. 

Такая схема разводки сегодня используется в типовых коттеджах.

Выводы

Перед самостоятельным монтажом контура отопления из полипропиленовых труб, требуется тщательно изучить технологию сваривания простых и армированных пластиковых изделий, ознакомиться со всеми возможными схемами подключения батарей, а также рассчитать требуемые тепловые нагрузки, начертить общий план и отдельные чертежи всех участков.

Это позволит вам собственноручно обустроить в своём доме эффективную систему отопления, поэтому в нём всегда будет тепло и уютно.

У каждого человека своё понимание комфорта, но тепло необходимо абсолютно всем. Без больших капитальных и временных затрат теплом можно обеспечить дом, используя трубы из полипропилена. А осведомлённость в отопительной системе позволит принять верное решение.

Пожалуйста, оцените наш материал:
Мне нравится2Не нравится

Как работать в EXCEL

Использование таблиц Excel очень удобно, поскольку результаты гидравлического расчёта всегда сводятся к табличной форме. Достаточно определить последовательность действий и подготовить точные формулы.

Ввод исходных данных

Выбирается ячейка и вводится величина. Вся остальная информация просто принимается к сведению.

Ячейка	Величина	Значение, обозначение, единица выражения
D4	45,000	Расход воды G в т/час
D5	95,0	Температура на входе tвх в °C
D6	70,0	Температура на выходе tвых в °C
D7	100,0	Внутренний диаметр d, мм
D8	100,000	Длина, L в м
D9	1,000	Эквивалентная шероховатость труб ∆ в мм
D10	1,89	Сумма коэф. местных сопротивлений – Σ(ξ)

• значение в D9 берётся из справочника;
• значение в D10 характеризует сопротивления в местах сварных швов.

Формулы и алгоритмы

Выбираем ячейки и вводим алгоритм, а также формулы теоретической гидравлики.

Ячейка	Алгоритм	Формула	Результат	Значение результата
D12	!ERROR! D5 does not contain a number or expression	tср=(tвх+tвых)/2	82,5	Средняя температура воды tср в °C
D13	!ERROR! D12 does not contain a number or expression	n=0,0178/(1+0,0337*tср+0,000221*tср2)	0,003368	Кинематический коэф. вязкости воды – n, cм2/с при tср
D14	!ERROR! D12 does not contain a number or expression	ρ=(-0,003*tср2-0,1511*tср+1003, 1)/1000	0,970	Средняя плотность воды ρ,т/м3 при tср
D15	!ERROR! D4 does not contain a number or expression	G’=G*1000/(ρ*60)	773,024	Расход воды G’, л/мин
D16	!ERROR! D4 does not contain a number or expression	v=4*G:(ρ*π*(d:1000)2*3600)	1,640	Скорость воды v, м/с
D17	!ERROR! D16 does not contain a number or expression	Re=v*d*10/n	487001,4	Число Рейнольдса Re
D18	!ERROR! Cell D17 does not exist	λ=64/Re при Re≤2320 λ=0,0000147*Re при 2320≤Re≤4000 λ=0,11*(68/Re+∆/d)0,25 при Re≥4000	0,035	Коэффициент гидравлического трения λ
D19	!ERROR! Cell D18 does not exist	R=λ*v2*ρ*100/(2*9,81*d)	0,004645	Удельные потери давления на трение R, кг/(см2*м)
D20	!ERROR! Cell D19 does not exist	dPтр=R*L	0,464485	Потери давления на трение dPтр, кг/см2
D21	!ERROR! Cell D20 does not exist	dPтр=dPтр*9,81*10000	45565,9	и Па соответственно D20
D22	!ERROR! D10 does not contain a number or expression	dPмс=Σ(ξ)*v2*ρ/(2*9,81*10)	0,025150	Потери давления в местных сопротивлениях dPмс в кг/см2
D23	!ERROR! Cell D22 does not exist	dPтр=dPмс*9,81*10000	2467,2	и Па соответственно D22
D24	!ERROR! Cell D20 does not exist	dP=dPтр+dPмс	0,489634	Расчетные потери давления dP, кг/см2
D25	!ERROR! Cell D24 does not exist	dP=dP*9,81*10000	48033,1	и Па соответственно D24
D26	!ERROR! Cell D25 does not exist	S=dP/G2	23,720	Характеристика сопротивления S, Па/(т/ч)2

• значение D15 пересчитывается в литрах, так легче воспринимать величину расхода;
• ячейка D16 — добавляем форматирование по условию: «Если v не попадает в диапазон 0,25…1,5 м/с, то фон ячейки красный/шрифт белый».

Для трубопроводов с перепадом высот входа и выхода к результатам добавляется статическое давление: 1 кг/см2 на 10 м.

Оформление результатов

Авторское цветовое решение несёт функциональную нагрузку:

• Светло-бирюзовые ячейки содержат исходные данные – их можно менять.
• Бледно-зелёные ячейка — вводимые константы или данные, мало подверженные изменениям.
• Жёлтые ячейки — вспомогательные предварительные расчёты.
• Светло-жёлтые ячейки — результаты расчётов.
• Шрифты:
  • синий — исходные данные;
  • чёрный — промежуточные/неглавные результаты;
  • красный — главные и окончательные результаты гидравлического расчёта.

Результаты в таблице Эксель

Пример от Александра Воробьёва

Пример несложного гидравлического расчёта в программе Excel для горизонтального участка трубопровода.

Исходные данные:

• длина трубы100 метров;
• ø108 мм;
• толщина стенки 4 мм.

Таблица результатов расчёта местных сопротивлений

Усложняя шаг за шагом расчёты в программе Excel, вы лучше осваиваете теорию и частично экономите на проектных работах. Благодаря грамотному подходу, ваша система отопления станет оптимальной по затратам и теплоотдаче.