Как подобрать диаметр труб подачи и обратки для отопления

Подача и обратка в системе отопления – это отдельные системы, предназначенные для подведения нагретой воды к радиаторам отопления и отводу остывшей жидкости до котла или иного отопительного оборудования с целью дополнительного повышения температуры теплоносителя. Какими способами можно организовать подачу и обратку в современных условиях, читайте далее.

Расположение подачи и обратки в отопительной системе

Что для этого нужно

Чтобы рассчитать диаметр трубы, как правило, в учет берут следующие факторы:

Суммарные теплопотери жилища.
Какой мощностью обладают обогревающие радиаторы отдельно в каждом помещении.
Общая длинна труб контура.
Каким образом разведена система.

Для возможности рассчитать диаметр труб необходимо заранее определить общие потери тепла, мощность котельного оборудования и батарей для каждого помещения. Немалое значение имеет также то, какой способ будет выбран для разводки труб. Имея на руках все эти параметры, составляется схема будущего расчета.

Важно также помнить о некоторой специфике маркировки различных труб. Так, на полипропиленовых трубах для отопления частного дома диаметр указывается наружный (то же самое касается изделий из меди). Для вычисления внутреннего параметра отнимают от этого показателя толщину стенок. Стальные и металлопластиковые трубы маркируются внутренним сечением.

Выбор подходящего диаметра труб для отопления

Провести точный расчет сечения трубопровода практически невозможно. Для этих целей применяется несколько способов, при приблизительной идентичности конечного результата. Как известно, главной задачей системы является доставка на батареи необходимого объема тепла, чтобы добиться максимальной равномерности нагрева отопительного прибора.

В принудительных контурах для этих целей задействуется трубопровод, теплоноситель и циркуляционный насос. С помощью этого набора приспособлений необходимо за фиксированное время подать нужную порцию теплоносителя. Существует два способа реализации этой задачи – использование труб меньшего диаметра в комбинации с большей скоростью движения воды, или применение системы с большим сечением, в которой интенсивность движения будет меньшей.

Причины популярности первого варианта:

Меньшая цена на более тонкие трубы.
Большая простота монтажа.
На открытых участках такие системы менее заметны. Если же их помещать в пол или стены, посадочные места под укладку требуется меньшие.
В узких трубопроводах находятся меньше жидкости. Это приводит к снижению инерционности системы и к экономии топлива.

Благодаря набору типовых диаметров и фиксированному количеству транспортируемого по ним тепла, отпадает необходимость проведения однотипных расчетов. Для этих целей были составлены специальные таблицы: они позволяют, имея на руках данные о нужном количестве тепла, скорости подачи воды и рабочей температуре нагрева контура, рассчитать нужные размеры. Чтобы определиться, какие диаметры труб бывают для отопления, необходимо отыскать нужную таблицу.

Для расчета диаметра отопительных труб применяется следующая формула: D = √354х(0.86х Q/∆t)/V, где D – искомый диаметр трубопровода (мм), ∆t° – дельта температур (разница подачи и обратки), Q – нагрузка на данный участок системы, кВт – определенное количество тепла, необходимое на обогрев помещения, V – скорость теплоносителя (м/с).

Автономные системы обычно обладают скоростью движения теплоносителя на уровне 0,2 – 1,5 м/с. Как показывает практический опыт, наиболее оптимальной скоростью в таких случаях является 0,3 м/с – 0,7 м/с. При уменьшении этого показателя возникает реальная угроза появления воздушных пробок, при увеличении – теплоноситель при движении начинает сильно шуметь.

Для подбора оптимального значения и существуют таблицы. Они содержат данные для труб из разного материала – металла, полипропилена, металлопластика, меди. При определении диаметра труб отопления, как правило, упор делался на стандартные рабочие режимы с высокими и средними температурами. Понять суть процедуры помогут некоторые примеры.

Воздушные пробки в отоплении

Если в какой-либо из комнат батареи не греют — значит, скопившийся в системе воздух препятствует свободному продвижению теплоносителя. Воздушная пробка может образоваться вследствие многих причин, среди которых можно упомянуть такие:

воздух проникает при спуске воды из системы и последующем ее наполнении;
происходит высвобождение кислорода из воды при нагревании;
неисправный расширительный бак создает локальную зону пониженного давления;
воздух подсасывается в систему через соединения с нарушенной герметичностью;
происходит диффузия воздуха через поверхности пластиковых труб.

Пузырьки воздуха могут скопиться или в самой верхней точка системы трубопроводов, или только в одном из радиаторов. Тогда нижняя часть батареи будет горячей, а верхняя останется холодной. Наличие воздуха в трубах провоцирует также появление неприятных звуков бульканья. Чаще всего прекращают нагреваться отопительные приборы на последнем этаже здания.

Из-за воздушных пузырей не только прекращается подача тепла по системе трубопроводов, но и начинается коррозия металлических элементов. Нарушается также и плавность работы циркуляционного насоса.

Избавиться от проблемы закупоривания системы отопления воздушными пробками поможет применение несложных технических устройств.

Самым эффективным способом удалять воздух из закрытой отопительной системы можно считать использование автоматических воздухоотводчиков. Если их смонтировать сразу в нескольких проблемных местах, тогда воздух из каждой группы элементов системы будет стравливаться по мере его накопления.

Кроме автоматических, бывают и ручные воздухоотводчики(кран Маевского). Такое устройство устанавливают на торце радиатора, расположенного на самом верхнем из этажей. Узнать о том, как им пользоваться, вы сможете из представленного здесь видео.

Как стравливать воздух через кран Маевского

В зависимости от того, как устроена отопительная система, иногда приходится освобождать ее от воздуха через расширительный бачок на чердаке. Циркуляционный насос тоже способен помочь выгонять из системы воздушные пробки.

Расчет двухтрубных систем

Речь пойдет о двухэтажном доме с двухтрубной системой отопления по два крыла на каждом этаже. Для обустройства системы применяются полипропиленовые трубы. Режим работы – 80/60, дельта температур – 20 градусов. Уровень теплопотерь – 38 кВт тепловой энергии (первый этаж – 20 кВт, второй – 18 кВт).

Для начала нужно определиться с тем, какой трубой оформить участок между котлом и первым разветвлением. Здесь транспортируется весь объем теплоносителя, передающий тепло в 38 кВт. Справочные данные указывают на два подходящих параметра – 40 и 50 мм. Выгоднее остановиться на меньшем диаметре 40 мм.
В месте разделения потока 20 кВт направляется на первый этаж, а 18 кВт – на второй. Согласно справочнику проводится определение сечения. В этом случае для каждого направления оптимальным диаметром является 32 мм.
В свою очередь, каждый контур включает в себя по две линии с равноценной нагрузкой. На первом этаже в обе стороны расходится по 10 кВт (20 кВт/2=10 кВт), на втором – по 9 кВт (18 кВт/2) = 9 кВт). Подходящими значениями для этих веток будет 25 мм. Данный параметр разумнее использовать до момента снижения нагрузки до 5 кВт. После этого переходят на диаметр 20 мм. Первый этаж переводится на 20 мм сразу за вторым радиатором. Второй этаж обычно переходит после третьего прибора. Как показывает практика, этот переход лучше всего осуществлять при нагрузке 3 кВт.

Таким образом проводится расчет диаметра полипропиленовых труб для двухтрубной системы. Определять размеры обратной трубы нет смысла: они берутся такие же, как и для подачи. Эта процедура несложная: главное – иметь всех исходные данные. Если для организации системы предполагается применение труб другого типа, использовать нужно данные под конкретный материал изготовления. Расчет диаметра труб отопление с естественной циркуляцией несколько отличается.

Обратка батареи отопления холодная – устройство, причины, способы устранения

От эффективной работы отопительной системы зависит, насколько комфортной будет температура в холодное время года в доме. Порой возникают ситуации, когда в систему подается горячая вода, а батареи остаются холодными. Важно найти причину и устранить ее. Для решения проблемы нужно знать устройство отопительной системы и причины холодной обратки при горячей подаче.

Система отопления состоит из расширительного бака, батарей, отопительного котла. Все составные части соединены между собой в контур. В систему заливается жидкость – теплоноситель. В качестве жидкости используется вода или антифриз. Если монтаж выполнен правильно, то жидкость подогревается в котле и начинает подниматься по трубам. При нагревании жидкость увеличивается в объеме, излишек поступает в расширительный бак.

Устройство системы отопления с расширительным баком

Так как отопительная система полностью заполнена жидкостью, горячий теплоноситель вытесняет холодный, который возвращается в котел, где нагревается. Постепенно температура теплоносителя увеличивается до необходимой, нагревая радиаторы. Циркуляция жидкости может быть естественной, называемой гравитационной, и принудительной – с помощью насоса.

Обратка – это теплоноситель, который, пройдя через все отопительные приборы, входящие в контур, отдает свое тепло и, охлажденный, поступает снова в котел для очередного подогрева.

Батареи можно подключить тремя способами:

1. Нижнее подключение.
2. Диагональное подключение.
3. Боковое подключение.

При первом способе подвод теплоносителя и отвод обратки осуществляется в нижней части батареи. Этот способ целесообразно применять, когда трубопровод расположен под полом или плинтусами. При диагональном подключении теплоноситель подводится сверху, обратка отводится с противоположной стороны снизу. Такое подключение лучше использовать для батарей с большим количеством секций. Самый популярный способ – боковое подключение. Горячая жидкость подключается сверху, отвод обратки осуществляется снизу радиатора с той же стороны, где подводится теплоноситель.

Обратка в системе отопления

Отличаются системы отопления способом прокладки труб. Они могут быть проложены однотрубным и двухтрубным способом. Наиболее популярной является однотрубная схема разводки. Чаще всего ее устанавливают в многоэтажных домах. Она имеет следующие преимущества:

небольшое количество труб;
низкая стоимость;
простота монтажа;
последовательное подключение радиаторов не требует организации отдельного стояка для отвода жидкости.

К недостаткам можно отнести невозможность отрегулировать интенсивность и нагрев для отдельного радиатора, снижение температуры теплоносителя по мере удаления от нагревательного котла. Чтобы повысить эффективность однотрубной разводки, устанавливают циркулярные насосы.

Для организации индивидуального отопления используется двухтрубная схема разводки труб. По одной трубе осуществляется горячая подача. По второй остывшая вода или антифриз поступают обратно в котел. Данная схема дает возможность параллельного подключения радиаторов, обеспечивая равномерное прогревание всех приборов. Кроме того, двухтрубная схема позволяет регулировать температуру нагрева каждого отопительного прибора отдельно. Недостатком является сложность монтажа и большой расход материалов.

Иногда при горячей подаче обратка батареи отопления остается все же холодная. Можно назвать несколько основных причин этому:

неправильно выполнен монтаж;
завоздушена система или один из стояков отдельного радиатора;
недостаточный расход жидкости;
уменьшилось сечение трубы, по которой подается теплоноситель;
загрязнен отопительный контур.

Регулировка обратного клапана в системе отопления

Холодная обратка – это серьезная проблема, которую необходимо обязательно устранить. Она влечет множество неприятных последствий: температура в помещении не достигает желаемого уровня, снижается эффективность радиаторов, нет возможности исправить ситуацию дополнительными приборами. В итоге, отопительная система не работает как нужно.

Основной неприятностью холодной обратки является большая разница температур, возникающая между температурой подачи и отвода. В этом случае на стенках котла возникает конденсат, реагирующий с углекислым газом, который выделяется при сгорании топлива. В результате образуется кислота, разъедающая стенки котла и сокращающая срок его службы.

Если обнаружилось, что обратка слишком холодная, следует выполнить ряд действий по поиску причин и устранению неисправностей. В первую очередь нужно проверить правильность подключения. Если соединение выполнено неправильно, то нижняя труба будет горячей, а должна быть слегка теплой. Следует подключить трубы согласно схеме.

Иногда может потребоваться демонтаж регулировочного крана для увеличения сечения

Чтобы не было воздушных пробок, которые препятствуют продвижению теплоносителя, нужно предусмотреть установку крана Маевского или спускателя для отвода воздуха. Перед спуском воздуха нужно перекрыть подачу, открыть кран и выпустить воздух. Затем кран перекрывается, и открываются отопительные вентили.

Часто причина холодной обратки – регулировочный кран: заужено сечение. В этом случае кран нужно демонтировать и увеличить сечение с помощью специального инструмента. Но лучше купить новый кран и заменить.

Причина может быть в засорении труб. Нужно проверить их на проходимость, удалить загрязнения, отложения, хорошо прочистить. Если проходимость не удалось восстановить, засорившиеся участки следует заменить новыми.

При недостаточной скорости движения теплоносителя нужно проверить, есть ли циркуляционный насос и отвечает он требованиям по мощности. Если он отсутствует, его желательно установить, а при нехватке мощности заменить или модернизировать.

Зная причины, по которым может неэффективно работать отопления, можно самостоятельно выявить и устранить неисправности. От качества отопления зависит комфорт в доме в холодное время года. Если выполнять работы по монтажу и проверке системы отопления собственноручно, то можно сэкономить на найме сторонней рабочей силы.

obustroen.ru

Расчет однотрубной системы принудительного типа

Принцип применяется такой же, как и в предыдущем случае, однако алгоритм действий меняется. Для примера можно взять расчет внутреннего диаметра простой однотрубной системы отопления в одноэтажном доме. В контуре есть шесть радиаторов с последовательным подключением.

Порядок расчета диаметра трубопровода отопления по тепловой мощности:

Котел передает в начало системы 15 кВт тепла. Согласно справочным данным, этот участок можно оснастить трубами 25 мм и 20 мм. Как и в первом примере, лучше выбрать 20 мм.
Внутри первой батареи происходит снижение тепловой нагрузки до 12 кВт. Это никак не влияет на сечение выходящей трубы: оно остается в том же значении 20 мм.
Третий радиатор уменьшает нагрузку до 10,5 кВт. При этом сечение остается прежним – все те же 20 мм.
Переход на меньший диаметр 15 мм происходит после четвертой батареи, так как нагрузка уменьшается до 8,5 кВт.
К пятому прибору теплоноситель транспортируется по трубе 15 мм, а после него происходит переход на 12 мм.

На первый взгляд может показаться, что расчет диаметров труб для системы отопления происходит легко и просто. Действительно, когда для организации контура используются полипропиленовые или металлопластиковые изделия, сложностей обычно не возникает. Это объясняется их небольшой теплопроводностью и маленькими утечками тепла сквозь стенки (их можно не учитывать). Совершенно по-другому обстоит дело с металлическими изделиями. Если стальной, медный или нержавеющий трубопровод имеет приличную длину, через его поверхность будет утекать достаточно много тепловой энергии.

Последствия от проблем с обраткой

В данной статье уже упоминалось, что неполадки с обраткой необходимо устранять как можно скорее. Теперь предоставим вам список причин, которые объясняют, чем чревата медлительность в данном деле.

Плохой прогрев батарей. Логично, что в данной ситуации в первую очередь пострадает качество отопления. Помещение не будет прогреваться должным образом, и в комнатах будет стоять низкая температура.
Диссонанс между температурами, то есть сильно большая разница между тем, вода с какой температурой подается и с какой возвращается обратно в котел. Это приводит к образованию конденсата внутри котла, который, вступая в химическую реакцию с выделяемым углекислым газом, превращается в кислоту. Эта кислота разрушает внутренние стенки котла, что в конечном итоге приведет к его поломке.

Как рассчитать металлические трубы

Крупные системы отопления, обустроенные при помощи металлических труб, требуют учета теплопотерь через стенки. Хотя в среднем эти показатели достаточно низкие, однако на очень длинных ветках суммарное значение потерянной энергии достаточно высокое. Нередко из-за этого последние батареи в отопительном контуре нагреваются недостаточно хорошо. Причина здесь одна – был неправильно выбран диаметр труб.

Примером послужит определение потерь стальной трубы 40 мм, при толщине стенок 1,4 мм. Для расчета используется формула q = kх3.14х(tв-tп), где q – тепловые потери метра трубы, k -линейный коэффициент теплопередачи (в этом случае он соответствует 0,272 Вт*м/с), tв – температура воды внутри (+80 градусов), tп – температура воздуха в комнате (+22 градуса).

Для получения результата необходимо подставить в формулу нужные значения:

q = 0,272х3,15х(80-22) = 49 Вт/с

Вырисовывается такая картина, что каждый метр трубы теряет тепло в количестве почти 50 Вт. На очень длинных трубопроводах суммарные потери могут быть просто катастрофическими. При этом объемы утечек напрямую зависят от сечения контура. Для учета подобных потерь к показателю снижения тепловой нагрузки на батарее необходимо добавить схожий показатель на трубопроводе. Определение оптимального диаметра трубопровода проводится с учетом суммарного значения утечек.

Обычно в автономных системах обогрева данные показатели не являются критичными. К тому же, во время процедуры по определению теплопотерь и мощности котлов, полученные данные обычно округляют в сторону увеличения. Благодаря этому создается страховочный запас, освобождающий от проведения сложных вычислений.

Поиск соответствующих данных

Что касается поиска оптимальных справочных данных, то почти все сайты производителей комплектующих отопительных систем предоставляют эту информацию. В тех случаях, когда подходящие значения не были найдены, существует специальная система подбора диаметров. Эта методика основана на вычислениях, а не на усредненных закономерностях, построенных на обработке данных об огромном количестве отопительных систем. Расчет теплоносителя по сечению трубы разработан сантехниками с практическим опытом проведения монтажных работ, и применяется для обустройства небольших контуров внутри жилищ.

В подавляющем большинстве случаев отопительные котлы оснащаются двумя размерами подающих и обратных патрубков: ¾ и ½ дюйма. Этот размер принимается за основу для выполнения разводки до первого разветвления. В дальнейшем каждое новое разветвление служит поводом для уменьшения диаметра на одну позицию. Этот метод позволяет провести расчет сечения труб в квартире. Речь идет о небольших системах в 3-8 радиаторов. Обычно такие схемы состоят из двух-трех линий с 1-2 батареями. Подобным образом можно рассчитывать и небольшие частные коттеджи. При наличии двух и более этажей приходится использовать справочные данные.

Варианты организации подачи и отвода теплоносителя к радиаторам

При монтаже отопительных систем используются две основные разводки: с одной или двумя трубами, нередко практикуют комбинированное подведение отдельно стоящих теплообменников. Во многих случаях точками подключения радиаторов является два их патрубка, расположенные с боковых сторон, аналогично подсоединяются модификации с двумя нижними отводами при монтаже с помощью специальных н-образных узлов нижнего подключения (биноклей).

Рис.5 Верхняя подача в многоквартирном доме — схема движения

Однотрубная система

Данная разводка получила широкое распространение в коммунальном в хозяйстве и быту благодаря следующим своим преимуществам и особенностям:

Вариант с одной трубой является наиболее выгодным с финансовой точки зрения, позволяя сэкономить материалы по сравнению с двухтрубной в два раза.
Помимо экономии материалов снижается сложность монтажа и соответственно расходы на обустройство однотрубной разводки — в стенах делается меньше штроб, приобретается относительно небольшое количество различного вида фитингов: отводов, тройников, запорных и регулирующих вентилей, соединительных муфт, ускоряется проведение работ по сборке магистрали с помощью пайки, прессовых или компрессионных фитингов.
В линии с одной трубой теплоноситель движется последовательно по всей цепи радиаторов, при этом первый, наиболее близко расположенный к нагревательному котлу или теплосети имеет наивысшую теплоотдачу, а крайний самый холодный.

Метод приравнивания

Хотя трубы из разных материалов маркируются разными значениями (внутренними или внешними), в некоторых случаях допускается их приравнивание. Это касается ситуаций, когда не удается найти данные о конкретной трубе: в такой ситуации можно использовать информацию по аналогичному сечению изделия из другого материала.

Допустим, требуется рассчитать, какой диаметр металлопластиковой трубы нужен для отопления, а нужные сведения по этому материалу найдены не были. В качестве альтернативы используется таблица скорости теплоносителя в системе отопления для полипропиленовых изделий. Используя соответствующие размеры, производят подбор соответствующих параметров для металлопластиковой трубы. Без неточностей в таком случае обойтись не удается, однако в контурах принудительного типа они не являются критичными.

Не греет батарея

Если не греет или плохо греет один или несколько радиаторов, то первым делом необходимо проверить, нет ли в них воздуха с помощью воздухоотводчиков. Если из спускников идет вода, а радиатор все равно не греет, то нужно убедиться, что оба крана этого радиатора открыты (такая невнимательность может часто иметь место). Следующим шагом нужно проверить, не забит ли радиатор. Для этого другие радиаторы отопления, которые греют и находятся на одной ветке с неработающим, нужно перекрыть, чтоб вся вода пошла через этот радиатор. Если он стал греть, значит он не забит. В этом случае необходимо провести гидравлическое выравнивание ветки. Простым языком, необходимо прикрыть остальные радиаторы на ветке, чтоб больше досталось неработающему. Нужно быть готовым, что выравнивание займет не один день, потому что система отопления может медленно реагировать на изменение настроек. Если краны перед радиатором полностью открыты, а он холодный, то он забит (крайне низкая вероятность). В основном, могут не греть последние радиаторы на ветке. Но это всегда можно устранить гидравлическим выравниванием. Если кто-то вам скажет, что «туда не докачивает» или «недостаточная мощность насоса», не спешите верить и трогать насос или трубы. Для того, чтоб насос «не докачал» нужно при монтаже системы отопления сильно «постараться». Если один или несколько последних радиаторов не греют даже после работы с кранами, то может иметь место воздушная пробка в трубах (см. нарушение циркуляции в системе отопления).

Вывод

Используя для организации отопления своего дома не очень сложную и разветвленную схему, расчет оптимального диаметра трубопровода может быть реализован своими силами. Чтобы это сделать, необходимо вооружиться информацией о теплопотерях жилища и мощности каждой батареи. Далее при помощи специальных таблиц и справочников подбирают оптимальное значение сечения труб, которое сможет обеспечить транспортировку нужного объема тепловой энергии в каждую из комнат.

Если применяются сложные схемы со множеством элементов, то для их расчета желательно пригласить профессионального сантехника. При наличии уверенности в собственных силах рекомендуется все же проконсультироваться со специалистом. Бывают случаи, когда по причине допущенных ошибок приходится заниматься дорогостоящей реконструкцией всего контура.

Диаметр труб отопления зависит от того какой объем теплоносителя будет проходить через них. Очевидно, что на главном подающем трубопроводе, идущем от отопительного котла, диаметр будет больше, на ветке с тремя радиаторами он будет еще меньше, а на конечном радиаторе он будет самым маленьким. Соответственно диаметр трубы будет зависеть от общей тепловой мощности радиаторов, который питает данный трубопровод.

Кроме того диаметр трубопровода зависит от скорости движения теплоносителя в системе и от перепада температур подача/обратка. Чем выше этот перепад, тем меньше требуется диаметр трубопровода. Стандартный перепад температур – 20°С. В более комфортных системах этот перепад меньше – 10°С.

Отопительная система с циркуляционным насосом характеризуется высокой скоростью теплоносителя, система же с естественной циркуляцией обладает низкой скоростью, поэтому это обязательно надо учитывать при подборе труб отопления. Не стоит закладывать в расчет трубопроводов слишком большую скорость движения воды в трубах, т.к. это создаст различные неприятные шумы и журчание в трубах. При слишком низкой скорости же возникает риск образования воздушных пробок в системе. Скорость движения в трубах должна быть в пределах 0,4 – 0,6 м/с. Самотечная система характеризуется значительно более низкой скоростью теплоносителя, поэтому диаметр труб нужно выбирать больше.

Поэтому ниже мы укажем таблицы подбора диаметра труб для различных систем с указанными параметрами. В таблице используется подбор диаметра труб из различных материалов. Стальные трубы ВГП имеют обозначение по внутреннему диаметру, тогда как полипропиленовые, металлопластиковые и трубы из сшитого полиэтилена имеют обозначение по наружному диаметру. Это учтено в таблице подбора диаметров трубопроводов.

На сколько важна скорость циркуляции воды?

Вот один из главнейших вопросов. Отвечаю на него сразу и очень определенно. Скорость воды — это очень важно. Если скорость воды мала, то вы будете мерзнуть и расходовать лишнее топливо. Хоть это и звучит, как банальность, на самом деле это не совсем банально. Надеюсь, вы сейчас это поймете.

Почему вода должна уходить в ответвление?

Вот вопрос, который меня мучил, когда я проектировал систему отопления себе. Я действительно не могу понять, что заставляет воду, идущую по прямой трубе, зайти в ответвление этой трубы под 90 градусов. Если вы это понимаете, вы счастливые люди! А я не понимаю. Я ставлю себя на место воды. Передо мной широкая труба. Я двигаюсь по ней в прямом направлении. С какой стати мне, воде то есть, вдруг отвлечься от этого движения и пойти поперек своему течению в более тонкую трубу, да еще и под прямым углом к моему первоначальному направлению движения? Для того, чтобы пойти в более тонкое ответвление, мне надо как минимум его заметить. Потом мне надо затормозить, чтобы свернуть. Потом мне надо еще более затормозить, ибо в более узкой трубе я не могу двигаться с той же скоростью. Ну ладно, если бы у меня была специальная полоса для того, чтобы свернуть (как на автомобильной трассе), я бы заранее увидел вывеску, перестроился (плавно) и так же плавно повернул на ответвление. Но мы не делаем воде таких условий, и почему-то ждем от нее, что она с охотой пойдет в перпендикулярную трубу. Нет! Решительно не понимаю!

Однотрубное отопление

Что на мой взгляд, может заставить воду пойти в ответвление?

Я думаю — только препятствие в прямой трубе. Тогда это препятствие будет создавать некое избыточное давление, и по причине этого давления вода будет искать другие пути прохода и пойдет в ответвление. Что может быть таким препятствием?

Крутой поворот основной магистрали.
Трение воды о внутреннюю поверхность трубы-магистрали.
Воздух, песок, ржавчина, скопившаяся в магистрали.
Вода с другой плотностью, например, более холодная.
(Внимание!!!) Высокая скорость воды в системе!

Мне кажется, чем выше скорость воды, тем выше трение и тем большим препятствием будет любая шероховатость магистрали или поворот. Скорость не может расти бесконечно. Скорость уравновешивается трением и в итоге растет давление воды.

Выводы

Если подающая магистраль будет прямая, если внутренняя ее поверхность будет гладкая и если скорость воды будет слабая, то, видимо, ничто не заставит воду зайти в радиатор. Он всегда будет холодным.

Если избыточное давление при движении воды будет минимальным, то ровно таким минимальным будет скорость воды в радиаторе и его температура. Вот например, если ответвление постепенно охлаждается на протяжении 30-ти см от развилки, то это значит, что вода в это ответвление уходит, но скорость ее такая крошечная, что она успевает охладиться, пока проходит эти самые 30 см. Можете сами прикинуть скорость в этом случае.

Пример использования: двухтрубная система с циркуляционным насосом, общая мощность 18 кВт.

Разводка выполнена полипропиленовой трубой, условное обозначение — ПП.

Как видим из схемы — вначале из котла выходит полипропиленовая труба, диаметром 40мм, внутренний просвет у нее 25мм, что соответствует металлической ВГП трубе в 1 дюйм (25мм). Далее идет отвод на бойлер (4 кВт) и теплые полы (2 кВт) двух ПП труб, диаметром 16мм. После этого часть теплоносителя отделилась, поэтому нет необходимости в такой толстой трубе. На отопление 1-ого и 2-ого этажей уже пойдет более тонкая труба — 32мм, она пойдет до первого тройника. На тройнике отделяется ветка на 1-ый этаж, диаметром 25мм, и на 2-ой этаж, также диаметром 25мм. К конечным радиаторам уже подходит полипропиленовая труба диаметром 16мм. И на 3-х последних радиаторах также идет заужение подающей трубы до 16мм.

В однотрубной системе, в отличие от двухтрубной по одному трубопроводу подается весь теплоноситель системы. Поэтому в такой системе весь трубопровод (после ответвления трубы на бойлер и теплый пол) будет диаметром 32мм, а к отдельным радиаторам от основного трубопровода будут подходить трубы 16мм.

В статье рассмотрим системы с принудительной циркуляцией. В них движение теплоносителя обеспечивается постоянно работающим циркуляционным насосом. При выборе диаметра труб для отопления исходят из того, что основная их задача — обеспечить доставку требуемого количества тепла к нагревательным приборам — радиаторам или регистрам. Для расчета нужны будут следующие данные:

Общие теплопотери дома или квартиры.
Мощность отопительных приборов (радиаторов) в каждой комнате.
Протяженность трубопровода.
Способ разводки системы (однотрубная, двухтрубная, с принудительной или естественной циркуляцией).

То есть, перед тем как приступать к расчету диаметров труб, вы предварительно считаете общие потери тепла, определяете мощность котла и рассчитываете мощность радиаторов для каждой комнаты. Нужно будет также определиться со способом разводки. По этим данным составляете схему и затем только приступаете к расчету.

Чтобы определить диаметр труб для отопления вам понадобится схема с расставленными значениями тепловой нагрузки на каждом элементе

На что еще нужно обратить внимание. На то, что маркируются у полипропиленовых и медных труб наружный диаметр, а внутренний вычисляется (отнимаете толщину стенки). У стальных и металлопластиковых при маркировке проставляется внутренний размер. Так что не забывайте эту «мелочь».

Схемы подключения котлов, радиаторов, обвязки в домашнем отоплении

Сделать систему отопления для дома можно самостоятельно в том случае, если имеются навыки ведения сантехнических и строительных работ. По другому сказать, — нужно уметь трубы паять, обрезать, соединять, а также закручивать гайки, знать назначение и технические характеристики применяемого оборудования, иметь представление о гидравлике и теплотехнике и еще много чего…

Тогда, воспользовавшись типовыми проверенными схемами и решениями, можно создать систему отопления для небольшого дома только лишь своими руками.

Но если навыков выполнения работ нет, то придется наблюдать за тем, как делают систему отопления специалисты. При этом крайне желательно также ознакомиться с основными правилами создания системы, схемами размещения оборудования и др., чтобы проконтролировать выполнение работ и вовремя устранить ошибки, если таковые будут допущены.

Ниже приведены отдельные нюансы создания системы отопления в частном доме, на которые стоит всегда обращать внимание в первую очередь. Начнем с подключения котла, так как в котельной зачастую допускается много ошибок.

Подключение настенного котла

Настенные котлы обычно автоматизированные, в них имеются два важных элемента системы отопления:

группа безопасности, которая состоит обычно из воздушного клапана, манометра, аварийного клапана избыточного давления;
циркуляционный насос, который обеспечивает движение жидкости в системе отопления;

Поэтому подключение настенного котла наиболее простое, оно должно выполняться по следующей схеме (рассматриваем направление «от котла»):

Подача: – кран с американкой для подключения котла; — переходной фитинг на трубы – американка.

Кран обязателен, ставится сразу перед котлом, чтобы можно было обслуживать котел без слива системы.

Обратка: — кран с американкой для подключения котла; — грязевой фильтр; — кран; — тройник с расширительным баком, вентилем отключения, вентилем слива и заливки системы. — переходной фитинг на трубы – американка.

Грязевой фильтр является обязательным элементов любой системы отопления. Он устанавливается отстойником вниз, или, в крайнем случае, горизонтально. Грязь из системы будет скапливаться в фильтре, периодически удаляется из отстойника. При установке нужно соблюдать направленность относительно струи.

Краны возле фильтра обязательны, только закрыв оба крана можно обслуживать, очищать фильтр.

Далее рассмотрим обвязку напольного котла. Она более сложная, так как в напольном котле отсутствуют группа безопасности и насос. Поэтому они устанавливаются самостоятельно, как элементы котельной.

Группа безопасности, циркуляционный насос, расширительный бак

Для группы безопасности лучше приобрести специальный тройник и смонтировать на нем приборы, указанные выше. Важно подобрать приборы в соответствии с параметрами системы отопления, обычно максимальное давление – 4 МПа, рабочее — 1,5 – 2,0 Атм.

Насос приобретается по характеристикам системы. Для обычного небольшого дома (до 150 м кв.) в отопительную систему всегда будет достаточным циркуляционный насос с напором до 4 м (0,4 атм) (нередко для радиаторов и до 250 м кв.)

Соответственно маркировка насоса 25 – 40, где первая цифра указывает диаметр резьбы патрубков подключения, в данном случае 25 мм – 1 дюйм, но может быть и 32 мм и больше. Вторая цифра 40 является обозначением создаваемого давления – до 0,4 атм, а значит косвенно и мощности насоса.

Каждый циркуляционный насос имеет регулировку скорости вращения, не менее чем в 3 положениях, которой будет определяться объем прокачиваемой жидкости и реальная потребляемая мощность.

В первом положении регулировки циркуляционный насос 25-40 будет потреблять не более 30 Вт электроэнергии. Чаще для правильно сделанной системы отопления в утепленном доме до 150 м кв. будет достаточно тепловой энергии, которая сможет подаваться этим насосом на первой скорости.

Часто повторяемой ошибкой при создании системы отопления является установка излишне мощных насосов, невзирая на то, что они стоят в разы дороже и больше потребляют электроэнергии. Там где оптимальным является насос 25 — 40м (в большинстве небольших домов), устанавливают насосы 25 — 60, и даже 25 – 80 и мощнее.

Объем расширительного бака можно подобрать по упрощенной формуле – 1/10 от объема теплоносителя в системе. Лучше чуть-чуть больше, но не меньше. Например, если в системе 200 литров, то лучше установить 35 литровый расширительный бак но не меньше чем 20 литров.

Подключение напольного неавтоматизированного котла

Рассмотрим схему, как должен подключаться напольный котел, не оборудованный автоматикой. (По направлению от котла.)

Как выбрать диаметр трубы отопления

Точно рассчитать, какого сечения трубы вам нужны, не получится. Придется выбирать из нескольких вариантов. А все потому, что добиться одинакового эффекта можно разными способами.

Поясним. Нам важно доставить к радиаторам нужное количество тепла и добиться при этом равномерного нагрева радиаторов. В системах с принудительной циркуляцией делаем мы это при помощи труб, теплоносителя и насоса. В принципе все, что нам нужно, — это за определенный промежуток времени «прогнать» определенное количество теплоносителя. Тут есть два варианта: поставить трубы меньшего диаметра и подавать теплоноситель с большей скоростью, или сделать систему большего сечения, но с меньшей интенсивностью движения. Обычно выбирают первый вариант. И вот почему:

стоимость изделий меньшего диаметра ниже;
с ними работать легче;
при открытой прокладке они не так привлекают внимания, а при укладке в пол или стены требуется меньшие по размерам штробы;
при небольшом диаметре в системе находится меньше теплоносителя, что снижает ее инерционность и ведет к экономии топлива.

Расчет диаметра медных труб отопления в зависимости от мощности радиаторов

Так как есть определенный набор диаметров и определенное количество тепла, которое по ним нужно доставить, каждый раз считать одно и то же — неразумно. Потому были разработаны специальные таблицы, по которым в зависимости от требуемого количества тепла, скорости движения теплоносителя и температурных показателей работы системы, определяется возможный размер. То есть для определения сечения труб в системе отопления находите нужную таблицу и по ней подбираете подходящее сечение.

Расчет диаметра труб для отопления производился по такой формуле (при желании можете посчитать). Затем рассчитанные значения записывались в таблицу.

Формула расчета диаметра трубы отопления

D — искомый диаметр трубопровода, мм ∆t° — дельта температур (разница подачи и обратки), °С Q — нагрузка на данный участок системы, кВт — определенное нами количество тепла, необходимое на обогрев помещения V — скорость теплоносителя, м/с — выбирается из определенного диапазона.

В системах индивидуального отопления скорость движения теплоносителя может быть от 0,2 м/с до 1,5 м/с. По опыту эксплуатации известно, что оптимальная скорость находится в пределах 0,3 м/с — 0,7 м/с. Если теплоноситель движется медленнее, возникают воздушные пробки, если быстрее — сильно возрастает уровень шумов. Оптимальный диапазон скоростей и выбирают в таблице. Таблицы разработаны для разных видов труб: металлических, полипропиленовых, металлопластиковых, медных. Рассчитаны значения для стандартных режимов работы: с высокими и средними температурами. Чтобы процесс подбора был более понятен, разберем конкретные примеры.

Штраф за превышение обратки Блог инженера теплоэнергетика

Здраствуйте, уважаемые читатели блога teplosniks.ru! На своем блоге ранее я уже писал про перегрев обратки отопления. Самое неприятное в такой ситуации, когда вам выставляют конкретный счет за перегрев по обратному трубопроводу. С деньгами никому не охота расставаться, тем более, когда насчитывают объемы потребления тепла в виде штрафных санкций. Приходится платить и по счетчику и еще сверх. Итак, как же конкретно рассчитывает штраф энергоснабжающая организация?

Первым пунктом определяется договорной расход сетевой воды через теплоузел. Определяется он по формуле :

где Qдог — тепловая нагрузка на отопление по договору (эта цифра обязательно есть в договоре, посмотрите). Давайте примем конкретную цифру 0,332 Гкал/час.

С — теплоемкость воды, ккал/кг °С

t1 — температура в подаче по графику, °С

t2 — температура в обратке по графику, °С

Подставляем конкретные цифры.Обычно температурный график 150/70 °С (но может быть и 130/70 °С и 105/70 °С и т.д.). В нашем случае t1 = 150°С ; t2 = 70°С. Теплоемкость воды можно принять единицу, С = 1. На самом деле теплоемкость будет чуть отличаться от единицы, но нам такая суперточность не нужна. Итак, считаем цифру, расход сетевой воды, который должен быть по договору.

Gдог = 0,332*1000 /(150-70)*1 = 4,15 т/час.

Расход воды по договорной нагрузке, который должен пройти через ваш теплоузел, у нас есть. Фактический расход (по распечатке прибора учета) не должен превышать договорной. Если превышает, значит у вас перегрев. Для того, чтобы считать дальше, нужна распечатка с теплосчетчика. Распечатка выглядит так.

Это распечатка с теплосчетчика КМ-5. Ее я привожу только в качестве примера. У вас прибор учета может быть любой другой, не обязательно КМ-5. Но суть дела не меняется, в любой распечатке, с любого прибора учета тепла главные цифры — расход тепла Q в Гкал и температуры t1 и t2, в °С. По этой самой распечатке нам нужно просчитать расход воды через теплоузел фактический. Считается он все по той же формуле :

Gфакт = Qфакт*1000 ⁄(t1факт-t2факт)*C.

Смотрим по вашей распечатке температуры в подаче и обратке t1 и t2. Пусть будет t1 = 73,1 °С, t2 = 49,5 °С. Количество тепла Qфакт также смотрим по распечатке, пусть эта цифра будет 101,4 Гкал. Делим количество Гкал за месяц на количество часов в месяце, 101,4 Гкал на 720 часов, получаем 0,141 Гкал/час. Считаем дальше :

Gфакт = 0,141*1000 ⁄(73,1-49,5)*1 = 5,97 т/час.

При t1 = 73,1 °С, обратка по графику 43,8 °С. У нас же по факту 49,5 °С. Перегрев 49,5-43,8 = 5,7 °С. Если в процентах, то на 13,01 % перегрели. Соответственно такой перегрев дал нам превышение и расхода по факту над расчетным G превыш. = 5,97-4,15 = 1,82 т/час. Теперь уже можно подсчитать конкретно, сколько Гкал штрафных вам выставит теплоснабжающая организация.

Считается по формуле :

Qштраф = Gпревыш*С*(t2фактическая-t2 допустимое превышение по графику)*число часов за месяц*0,001.

Допустимое превышение t2 по графику 5% считаем так : берем t2, которое должно быть при t1 = 73,1°С, по графику — 43,8 °С и умножаем на 1,05 получаем 45,99 °С. Подсчитываем, сколько нам выставят за перегрев :

Расчет для двухтрубной системы

Имеется двухэтажный дом с двухтрубной системой отопления по два крыла на каждом этаже. Использоваться будут полипропиленовые изделия, режим работы 80/60 с дельтой температур 20 °C . Теплопотери дома составляют 38 кВт тепловой энергии. На первый этаж приходится 20 кВт, на второй 18 кВт. Схема приведена ниже.

Двухтрубная схема отопления двухэтажного дома. Правое крыло (кликните для увеличения размера)

Двухтрубная схема отопления двухэтажного дома. Левое крыло (кликните для увеличения размера)

Справа размещена таблица, по которой определять будем диаметр. Розоватая область — зона оптимальной скорости движения теплоносителя.

Таблица для расчета диаметра полипропиленовых труб отопления. Режим работы 80/60 с дельтой температур 20оС (кликните для увеличения размера)

Определяем, какую трубу нужно использовать на участке от котла до первого разветвления. Через этот участок проходит весь теплоноситель, потому проходит весь объем тепла в 38 кВт. В таблице находим соответствующую строку, по ней доходим до тонированной розовым цветом зоны и поднимаемся вверх. Видим, что подходят два диаметра: 40 мм, 50 мм. Выбираем по понятным соображениям меньший — 40 мм.
Снова обратимся к схеме. Там где поток разделяется 20 кВт идет на 1-й этаж, 18 кВт отправляется на 2-ой этаж. В таблице находим соответствующие строки, определяем сечение труб. Получается, что обе ветки разводим диаметром 32 мм.
Каждый из контуров разделяется на две ветки с равной нагрузкой. На первом этаже вправо и влево идет по 10 кВт (20 кВт/2=10 кВт), на втором по 9 кВт (18 кВт/2)=9 кВт). По таблице находим соответствующие значения для этих участков: 25 мм. Этот размер используется и далее до того момента, пока тепловая нагрузка не снизится до 5 кВт (по таблице видно). Далее идет уже сечение 20 мм. На первом этаже на 20 мм переходим после второго радиатора (смотрите по нагрузке), на втором — после третьего. В этом пункте есть одна поправка, внесенная накопленным опытом — лучше переходить на 20 мм при нагрузке 3 кВт.

Обратка системы отопления что это такое

Зная элементарные принципы устройства отопления, ответить на вопрос, что такое обратка, довольно просто — это трубопровод, по которому выходящий из теплопередающих устройств носитель направляется к котельному оборудованию для последующего нагрева.

Практически в любой обогревательный прибор встроены минимум два патрубка для подключения, а при двухтрубной системе обратный и подающий контуры имеют четкое разграничение (отдельные коллекторы). При однотрубном способе подключения приборы последовательно соединяются друг с другом, поэтому подающим служит трубопровод, подключенный к первой от котла батарее в цепи, а обратным труба, выходящая из последней. При использовании популярной «ленинградки» обраткой следует считать трубопроводный участок после всех обогревателей в цепи.

Рис. 2 Многоконтурная схема отопления коттеджа — пример (синим отмечена обратка системы отопления)

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.

Таблица для расчета диаметра труб отопления

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.

Схема однотрубной системы на шесть радиаторов

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.

Особенности расчета сечения металлических труб

Для больших отопительных систем с трубами из металлов необходимо учитывать потери тепла через стенки. Потери не так и велики, но при большой протяженности могут привести к тому, что на последних радиаторах температура будет совсем низкой из-за неправильного выбора диаметра.

Рассчитаем потери для стальной трубы 40 мм с толщиной стенки 1,4 мм. Потери рассчитываются по формуле:

q = k*3.14*(tв-tп)

q — тепловые потери метра трубы,

k – линейный коэффициент теплопередачи (для данной трубы он составляет 0,272 Вт*м/с);

tв — температура воды в трубе — 80°С;

tп — температура воздуха в помещении — 22°С.

Подставив значения получаем:

q = 0,272*3,15*(80-22)=49 Вт/с

Получается, что на каждом метре теряется почти 50 Вт тепла. Если протяженность значительная, это может стать критическим. Понятно, что чем больше сечение, тем больше будут потери. Если нужно учесть и эти потери, то при расчете потерь к снижению тепловой нагрузки на радиаторе добавляют потери на трубопроводе, а затем, по суммарному значению находят требуемый диаметр.

Определение диаметра труб системы отопления — непростая задача

Но для систем индивидуального отопления эти значения обычно некритичны. Тем более что при расчете теплопотерь и мощности оборудования, чаще всего округление расчетных величин делают в сторону увеличения. Это дает определенный запас, который позволяет не делать столь сложных расчетов.

Важный вопрос: где брать таблицы? Почти на всех сайтах производителей такие таблицы есть. Можно считать прямо с сайта, а можно скачать себе. Но что делать, если нужных таблиц для расчета вы все-таки не нашли. Можете воспользоваться описанной ниже системой подбора диаметров, а можно поступить по-другому.

Несмотря на то, что при маркировке разных труб указываются разные значения (внутренние или наружные), с определенной погрешностью их можно приравнять. По расположенной ниже таблице можно найти тип и маркировку при известном внутреннем диаметре. Тут же можно будет найти соответствующей размер трубы из другого материала. Например, нужен расчет диаметра металлопластиковых труб отопления. Таблицу для МП вы не нашли. Зато есть для полипропилена. Подбираете размеры для ППР, а потом по этой таблице находите аналоги в МП. Погрешность естественно, будет, но для систем с принудительной циркуляцией она допустима.

Таблица соответствия разных типов труб (кликните для увеличения размера)

По этой таблице вы легко определите внутренние диаметры труб системы отопления и их маркировку.

Подбор диаметра трубы для отопления

Этот метод основан не на расчетах, а на закономерности, которая прослеживается при анализе достаточно большого количества систем отопления. Это правило выведено монтажниками и используется ими на небольших системах для частных домов и квартир.

Диаметр труб можно просто подобрать следуя определенному правилу (кликните для увеличения размера)

Из большинства котлов отопления выходят патрубки подачи и обратки двух размеров: ¾ и ½ дюйма. Вот такой трубой и делается разводка до первого разветвления, а дальше на каждом разветвлении размер уменьшается на один шаг. Таким способом можно определить диаметр труб отопления в квартире. Системы обычно небольшие — от трех до восьми радиаторов в системе, максимум — две-три ветки по одному-два радиатора на каждой. Для такой системы предложенный способ — отличный выбор. Практически также дело обстоит и для небольших частных домов. А вот если имеется уже два этажа и более разветвленная система, то приходится уже считать и работать с таблицами.