Схема диаметр трубы для отопления в частном доме из полипропилена
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.
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.
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.
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.
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.
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?
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».
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.
Желая сделать свой дом комфортнее и уютнее, хозяева часто сталкиваются с проблемой создания или модернизации системы отопления своими руками. Эта задача вполне под силу каждому. Давайте подробно разберемся, с чего начинать и как действовать, чтоб ваше водяное отопление надежно служило долгие годы.
Большинство владельцев сегодня выбирают полипропиленовые трубы и фитинги для отопления частного дома. И это вполне закономерно, так как полипропилен имеет большое количество преимуществ по сравнению с другими материалами при сравнительно низкой стоимости и простоте монтажа.
Водяное отопление характеризуется относительно высокой температурой теплоносителя, которая может вызвать значительные тепловые удлинения трубопроводов. В связи с этим обычный полипропилен использовать нельзя, применяются исключительно армированные полипропиленовые трубы для отопления. Для усиления полипропилена используется стекловолокно либо алюминий.
Армирующий слой имеет значительно меньшую степень линейного расширения, чем полипропилен, и препятствует появлению таких нежелательных явлений как изгибание и провисание трубопроводов при нагреве.
Кроме неприглядного вида с эстетической точки зрения, температурные деформации способны создать серьезные напряжения в трубопроводах и стать причиной появления трещин в строительных конструкциях либо утечек теплоносителя.
Усиление полипропиленовых труб для отопления с введением внутреннего алюминиевого слоя может выполняться 3 различными способами:
- Слой сплошного металла находится внутри полипропиленовой трубы;
- Слой сплошного металла находится у самой поверхности;
- У поверхности материала располагается перфорированный слой алюминия.
Для соединения полипропиленовых элементов применяется пайка. Торец трубы и необходимый фитинг нагреваются с помощью паяльника, а затем жестко соединяются между собой, создавая после застывания надежный однородный стык.
Армирующая алюминиевая фольга удаляется в месте соединения. Если металл у поверхности, то его счищают с помощью специальной зачистки либо ножа, а если внутри, то вычищается внутренний слой с помощью торцевателя. Это обеспечивает надежность соединения торца трубы с фитингом и защищает алюминий от возможного повреждения и расслаивания в процессе эксплуатации.
Перед тем, как приступать к самостоятельному монтажу системы отопления полипропиленовыми трубами, обязательно внимательно изучите все рекомендации и выполните несколько тренировочных паек!
Начинающему монтажнику лучше выбрать полипропиленовые трубы армированные стекловолокном для отопления своего дома, так как они не нуждаются в обработке перед пайкой, что ускоряет работу и избавляет от необходимости покупки дополнительного инструмента.
К тому же они явно выигрывают по соотношению стоимость-качество. Следует лишь учесть небольшое увеличение длины при нагревании у труб со стекловолоконной фиброй. При пересечении стен трубы заключают в гильзы, которые позволяют полипропиленовой трубе свободно перемещаться, а между внутренними углами стен и поворотами трубопровода оставляют пространство для компенсационного хода при тепловом удлинении.
Не имея профессиональных навыков, довольно сложно разобраться в широком ассортименте торговых марок и определиться, из чего же лучше монтировать свое водяное отопление. Поэтому, как показывает практика, лучше довериться опыту большинства и отдать предпочтение наиболее распространенным известным брендам. Более дорогие трубы кроме повышенной надежности обладают также очень важным плюсом для новичка — обычно их легче паять, они прощают незначительные огрехи при стыковке элементов.
Таким образом, полипропиленовая труба армированная стекловолокном известного производителя является идеальным решением для монтажа системы отопления частного дома своими руками.
В маркировке трубы обязательно должна присутствовать надпись PN 25. Диаметр полипропиленовых труб для отопления выбирается по расчету, пропорционально требуемому расходу теплоносителя согласно тепловой нагрузке и выбранной схемы системы отопления.
Система отопления из полипропиленовых труб имеет следующие достоинства:
- Доступная цена и качество.
- Гладкая внутренняя поверхность трубы позволяет пропускать теплоноситель с минимальными потерями давления.
- Надежность.
- Стойкость к коррозии и гидроударам.
- Хорошая ремонтопригодность.
- Высокая тепло- и звукоизоляция.
- Большая упругость, обеспечивающая устойчивость к замерзанию воды в системе.
- Экологичность.
- Рабочее давление до 10 атмосфер.
- Температура транспортируемой жидкости до 95 °С.
- Расчетный срок службы более 50 лет.
- Возможность скрытой прокладки в стенах и полах.
- Простота сборки позволяет быстро и легко осуществить монтаж системы отопления частного дома своими руками.
Справедливости ради стоит отметить и незначительные недостатки, характерные для полипропиленовых труб:
- Высокий коэффициент линейного расширения;
- Необходимость защиты от солнечных лучей, т.к. они негативно влияют на структуру полимера;
- При нагреве до 175 °С происходит плавление полипропилена;
- Покупка у непроверенного производителя может привести к неожиданным сюрпризам в связи с существенным снижением всех показателей из-за низкокачественного сырья и нарушения технологии производства.
Если в квартирах обычно используется зависимая схема отопления, работающая от тепловой сети, то в частном доме приходится задумываться об установке собственного котла отопления и о том, как его обвязывать. За независимость от внешних факторов и возможность самостоятельно задавать комфортную температуру в помещениях приходится платить дополнительными хлопотами при обустройстве системы отопления и затратами на котельное оборудование плюс комплектующие.
Независимая схема организации обогрева частного дома подразумевает кроме прокладки труб еще и установку котла отопления. Наиболее экономным вариантом на сегодня является комбинирование электрического с твердотопливным котлом. В связи со спецификой этого оборудования должны быть приняты следующие меры предосторожности:
- В виду выделения большого количества тепла при сгорании дров для обвязки напольного котла на твердом топливе желательно использовать металлические трубы с последующим переходом на полипропилен с помощью специальных муфт.
- Для надежной работы электрического котла необходимо обеспечить постоянное напряжение в сети.
- Схема обвязки напольного котла на твердом топливе обязательно должна включать наличие расширительного бака и группы безопасности.
В зависимости от герметичности система отопления может быть открытая либо закрытого типа. Первая подразумевает наличие на чердаке открытой емкости для расширяющегося при нагреве теплоносителя, вторая имеет возле котла отопления специальный закрытый бак с мембраной.
Открытая система может быть использована только при естественном движении теплоносителя. В этом случае он перемещается самотеком за счет гравитационного давления. В системе закрытого типа перенос рабочей жидкости обеспечивается с помощью циркуляционного насоса.
Несмотря на кажущуюся дешевизну отопления без насоса, самотечная схема потребует существенных затрат на трубы, так как она хорошо работает только при больших диаметрах и соответственно требует значительных капитальных затрат на трубы. При этом возможна только открытая прокладка.
Схемы отопления с принудительной циркуляцией на практике оказываются экономичнее и эстетичнее, лучше поддаются регулировке и обеспечивают более высокий КПД. Система водяного отопления закрытого типа с насосом работает стабильнее, чем самотечная. Она обеспечивает всегда постоянное давление и хорошую циркуляцию, а соответственно и равномерное распределение тепла.
Открытая система может быть оправдана лишь для небольших домов и в районах с перебоями подачи электроэнергии. Перед тем, как создавать водяное отопление частного дома своими руками, необходимо определиться с принципиальной схемой, способом циркуляции и схемой разводки труб, тщательно все спроектировать и составить необходимые чертежи.
От правильного выбора на этапе проектирования зависит эффективность работы схем отопления, удобство эксплуатации и комфорт жильцов.
Исходя из типа применяемой разводки, различают 3 основные схемы отопления из полипропиленовых труб в частном доме: однотрубная, коллекторная и двухтрубная.
Самая дешевая и простая в выполнении схема разводки отопления. Теплоноситель в системе однотрубного отопления последовательно заполняет все отопительные приборы. При этом каждый последующий радиатор получает все более охлажденную воду, тепло распределяется не равномерно. В системах закрытого типа, где насос обеспечивает хорошую циркуляцию, этот недостаток почти незаметен.
Как показывает практика, при определенных условиях возможно полное остывание воды еще до входа в последние батареи отопления и как результат – удаленные от котла помещения остаются холодными.
Если вам нужно надежное водяное отопление, которое стабильно работает и комфортная температура во всех комнатах, то однотрубной схемы системы отопления следует избегать. Она может быть оправдана лишь для маленьких домов, при этом первыми по ходу движения теплоносителя подключают жилые комнаты, а потом помещения технического назначения.
Более сложная и затратная по материалам схема водяного отопления, но позволяющая обеспечить равномерное распределение тепла, удобство эксплуатации и высокую надежность системы. На выходе из котла отопления или на каждом ответвлении от стояка устанавливается коллекторная гребенка, к которой подключаются горизонтальные ветки либо отдельные приборы.
Наиболее актуально применение этой схемы подключения приборов в больших коттеджах со сложными разветвленными системами. Она позволяет регулировать параметры температуры и давления для каждой ветки или прибора отдельно.
Если в вашем доме будет использоваться схема комбинированного отопления, то есть сочетание классического радиаторного отопления с теплыми полами, то вы однозначно сделаете правильный выбор, остановившись на коллекторной схеме.
Предусматривает параллельное подключение отопительных приборов к подающему и обратному трубопроводу. Каждый радиатор независимый от других и получает на входе теплоноситель практически одинаковой температуры.
При аварийной ситуации можно отключить один или несколько приборов без ущерба для работоспособности системы. Двухтрубная схема монтажа позволяет применить скрытую прокладку и легко спрятать трубопроводы в пол. В большинстве случаев именно эта схема отопления частного дома является наиболее оптимальной.
В частном доме может применяться как горизонтальная, так и вертикальная разводка трубопроводов. Вертикальная разводка применяется в домах с количеством этажей 2 и более. Она наиболее характерна для больших коттеджей.
Теплоноситель движется по стоякам от этажа к этажу. Возможна организация отопления с нижней разводкой и с верхней в зависимости от расположения подающего трубопровода относительно радиаторов. Схема отопления двухэтажного дома может выполняться также и с горизонтальной разводкой, когда от одного стояка расходятся по дому горизонтальные ветки на каждом этаже. Схема отопления одноэтажного дома однозначно будет горизонтальной.
Горизонтальная схема подключения радиаторов в современных частных домах является наиболее распространенной. Она позволяет сделать отапливаемый дом комфортным как по тепловому режиму, так и эстетике. Отдельные приборы и ветки могут отключаться без ущерба для основной системы и регулироваться по необходимости.
Принципиальная схема отопления может быть однотрубная либо двухтрубная. В зависимости от способа прокладки бывает периметральная и лучевая.
Периметральная разводка предусматривает прокладку труб вдоль стен по периметру квартиры, возможна также скрытая прокладка в конструкции пола. Такую систему водяного отопления удобно монтировать как при новом строительстве, так и при реконструкции. Основной недостаток – значительная длина трубопроводов и сложность обеспечить возможность слива воды с системы.
Лучевая разводка предусматривает отдельное подключение каждого радиатора к общему коллектору кратчайшим путем, схема подключения приборов напоминает солнечные лучи. Она позволяет пользователю осуществлять индивидуальную настройку каждого прибора, и обеспечивает легкую гидравлическую балансировку.
Эта схема системы отопления удобна при новом строительстве, трубы укладываются на черновую поверхность пола и заливаются стяжкой. К недостаткам можно отнести сложность ремонта, так как в случае аварийной ситуации весьма затруднительно добраться до трубопроводов. Расход труб при лучевой разводке больше, чем в других вариантах, но это компенсируется снижением их диаметров. Именно эта схема разводки трубопроводов является типовой для большинства современных коттеджей.
Приступая к монтажу системы отопления из полипропиленовых труб в частном доме, внимательно изучите технологию пайки полипропилена, проанализируйте все возможные схемы водяного отопления, определите необходимые тепловые нагрузки, составьте планы и трехмерные чертежи.
Постарайтесь предварительно проконсультироваться со специалистом в области теплотехники и согласовать с ним проект будущей системы. Заручившись поддержкой опытного человека в технических вопросах и тщательно подготовившись, вы легко справитесь с устройством системы водяного отопления частного дома своими руками.
07 Окт 2019 admin 18