Как рассчитать диаметр труб
Если речь идет об установке тупиковой или коллекторной системы, то точные расчеты здесь не нужны. Специалисты рекомендуют руководствоваться следующим:
- Для теплоносителя в небольшое здание понадобится трубопровод ДУ15;
- Чтобы установить подводки к батарее, нужно использовать сечение Ду10;
- Если работы связаны с установкой системы в двухэтажном доме, то диаметр стояка должен быть 25 мм (ДУ20);
- Если на одном этаже располагается больше 5 радиаторов, то лучше сделать сразу несколько ветвей отопления.
С кольцевой и самотечной схемой дела обстоят немного сложнее – здесь уже понадобится формула и дополнительные расчеты. Если же вы хотите провести их лично, то нужно определить нагрузку на отопление каждой комнаты (не забывайте делать корректировку на вентиляцию), а также посчитать расход теплоносителя. Для этого применяется следующая формула: G = 0,86 х Q /∆t, где G – это массовый расход нагретой воды на конкретном участке трубопровода, Q – это тепло, которое нужно для обогрева данного помещения, ∆t – перепад температур при работе двух участков – его можно взять за 20 градусов.
Таким образом, некоторые системы можно установить самостоятельно, а для монтажа других потребуется помощь специалистов и проведение точных расчетов.
Сравнение однотрубной и двухтрубной систем
Мы уже выяснили, как рассчитать трубы для отопления, и какой диаметр нужен для обоих видов систем. Для закрытых контуров, при площади помещения от 120 м2, этот показатель составляет 32 мм для полипропилена. При этом условный проход для изделий с номинальным давление 20 и 25 атмосфер составляет 21,2 мм. Для изделий с номинальным давлением 10 атмосфер условный проход составляет 20,4 мм, а наружный диаметр 25 мм.
- КПД – однозначно, «попутки» эффективнее обогревают помещение, чем однотрубные;
- экономия средств – все, что можно сэкономить на «Ленинградке» это какой-то отрезок контура и все.
Количество тройников будет одинаковым, кранов тоже, а вот переходников, возможно, потребуется больше. Представьте контур, от которого с небольшим промежутком отходит два патрубка. Один из них идет на вход в радиатор, а второй возвращает теплоноситель обратно в систему. Получается что отрезок между патрубками – это байпас. Чтобы циркуляция в батарее была лучше, байпас нужно сделать меньшего диаметра, чем основной контур отопления. Из этого следует, что потребуется еще пара единиц фурнитуры. Получается, что меньше тратим денег на трубы и больше на фурнитуру, в итоге экономии никакой, при этом КПД ниже.
В итоге, из этого можно сделать вывод, что рассказы о том, какая хорошая и дешевая однотрубная система отопления просто несостоятельны.
При двухтрубной разводке самое главное не ошибиться с выбором диаметра трубы. Иначе прогрев будет не равномерным, а то и вообще будет отсутствовать на некоторых отопительных приборах. Данный материал построен исключительно на собственном опыте работы. Если его придерживаться, то всё будет работать.
Сначала определим основные термины:
подающая труба — труба любого диаметра, по которой нагретый теплоноситель поступает к радиаторам, теплому полу, конвекторам и т.п., (См. также: Двухтрубная система отопления частного дома) обратная труба — труба любого диаметра, по которой теплоноситель возвращается к котлу, в правильной двухтрубной системе диаметры подающей и обратной трубы равны в одинаковых точках. плечо — отвод трубы через тройник в дополнительном направлении, плечи могут быть и у уже существующего плеча. Их всегда два, по количеству отводов у тройника.
У большинства бытовых котлов диаметр подающего и обратного патрубков равен 1-му дюйму (d25) или дюйму с четвертью (d32). Есть котлы у которых диаметр выходов составляет три четверти (d20). С такими котлами лучше строить однотрубную схему. Давайте рассмотрим линейку диметров. Она выглядит следующим образом: d32, d25, d20, d16. Главное правило формирования диаметра трубы: после каждого тройника диаметр уменьшается на одну позицию при проходе от котла к последнему радиатору. Например: у вас от котла идет труба d32. На первый радиатор у вас отходит d16. Дальше идет уже d25. На второй радиатор отходит d16. Дальше идет d20. На третий радиатор отходит d16. И на последний идет d16. Мы видим, что на трубе «висит» 4 радиатора. (См. также: Современное водяное отопление)
А что делать если радиаторов больше? Очень просто. Разводим трубу на два плеча. Из котла выходит d32. Через тройник распускаем две трубы, но уже d25. От каждой d25 отводим по d16 на радиаторы, дальше идет d20. От каждой d20 отводим d16 еще на два радиатора, дальше идет d16 еще на два радиатора. Как видите, у нас уже шесть радиаторов. Так же, совершенно достоверно могу сказать, что если сделать от d16 отвод d16 на два радиатора и кинуть дальше d16 еще на два радиатора, то такая система будет работать. Поэтому у нас уже вписывается восемь радиаторов.
Рассмотренная система будет работать без балансировки. Если же будут какие либо отклонения от данного принципа, то вам необходимо будет балансировать радиаторы, то есть при помощи вентилей ограничивать поток на наиболее горячих для того, чтобы тепло доходило до менее нагретых. Чем больше у вас радиаторов, тем менее эффективно работает система. Восемь — наиболее оптимальный вариант.
Диаметр труб к каждой системе отопления подбирался практическим путем. К выбору диаметра нужно отнестись максимально серьезно, так как качественный подбор позволит при необходимости заливать стяжку, обеспечит проход через стены, не затруднит установку циркуляционных насосов и прочее.
Разводка
Тип разводки
Проектируя схему подключения радиаторов в горизонтальной компоновке, необходимо выбрать между верхней и нижней разводкой. Это влияет:
- на расположение расширительного бака
- на эстетичность помещений
- на эффективность работы системы и ее склонность к завоздушиванию
Верхняя разводка
Верхняя разводка
Подающий трубопровод монтируется в верхней части помещения, обратный контур – как можно ниже, в том числе в полу. Перепад высот повышает давление, что в первую очередь актуально для системы с естественной циркуляцией.
Расширительный бак в этом случае необходимо смонтировать как можно выше – под потолком верхнего этажа, в перекрытии или на чердаке. В последнем случае нельзя забывать об утеплении емкости, иначе теплоноситель будет быстро остывать и испаряться.
Трубы подающего контура, размещенные под потолком или ниже окон, не украшают интерьер, для монтажа трубопровода требуется большое количество комплектующих. Но эти недостатки компенсируются отсутствием воздушных пробок.
Верхняя разводка – подходящий вариант для энергонезависимой отопительной системы с естественной циркуляцией для небольшого частного дома.
Нижняя разводка
Нижняя разводка
Монтаж труб подачи и обратки вдоль пола позволяет максимально скрыть коммуникации. Допускается укладка трубопровода внутри стен, в полу, за плинтусом, но даже при открытом расположении труб отопительная система хорошо вписывается в интерьер.
Нижняя разводка в полной мере подходит для систем с принудительной циркуляцией и мембранным расширительным баком. В противном случае придется ежедневно удалять воздушные пробки, препятствующие движению теплоносителя, либо смонтировать громоздкую систему воздушных линий, которые помогут выводить скопившийся воздух через расширительный бак открытого типа.
К преимуществам нижней разводки относят малые теплопотери, возможность оптимально распределять тепло по отапливаемым помещениям, компактность и привлекательный внешний вид.
Попутная и лучевая
Лучевая разводка
Попутной разводкой (нижней и верхней) называют такой вариант монтажа контуров, когда радиаторы подключены при помощи отводов непосредственно к подающей и к обратной трубе.
Лучевая разводка (нижняя) отличается тем, что каждый прибор отопления подсоединен к коллекторам подающего и обратного контура. В этом случае все приборы управления системой вынесены на коллекторный узел.
Устройство капельного полива в теплице своими руками: из бочки, пластиковой бутылки и даже автоматической системы. Для томатов и других культур (Фото & Видео)+Отзывы
Расширительный бачок
Рассматриваемый тип отопительных систем в обязательном порядке должен оборудоваться расширительным баком. Как правило, используются мембранные бачки закрытого типа, которые устанавливаются прямо за котлом на трубе обратки.
Важнейшим параметром расширительного бака является объем, который нужно рассчитать перед тем, как провести отопление в одноэтажном доме. Все дело в физических процессах, происходящих внутри системы с принудительной циркуляцией. Разогретая вода увеличивается в объеме, вследствие чего повышается давление в трубопроводе. Наличие подходящего бака позволяет принять излишки теплоносителя, тем самым нивелируя их воздействие на элементы конструкции.
Объем бака рассчитывается по формуле:
- V = e x C / (1 — Po/Pmax) x k,
- Где e – коэффициент температурного расширения теплоносителя,
- Po – величина давления в пустом баке,
- C – суммарный объем теплоносителя в системе,
- Pmax – максимальное давление в контуре,
- k – коэффициент заполнения бака.
Классификация двухтрубных систем
Отопительные системы можно поделить на закрытые и открытые. Критерием деления является тип расширительного бака, использующегося в конструкции. Во втором случае в самой верхней точке сооружения монтируется открытый расширительный бак, который дает возможность теплоносителю испаряться. Внутреннее давление системы в этом случае будет относительно низким.
Стандартная двухтрубная закрытая система отопления предполагает расширительный бак мембранного типа, что позволяет жидкости циркулировать под принудительным давлением. Отсутствие испарения дает возможность использовать в виде теплоносителя не только воду, но и более практичные растворы на основе гликолей. Закрытые системы официально признаны более безопасными и экологичными.
По расположению трубопроводов, соединяющих все элементы конструкции, различаются:
- Вертикальная двухтрубная отопительная система. Отличается подключением всех радиаторов к вертикальному стояку. Считается оптимальным способом для обустройства отопления в многоэтажных домах, поскольку позволяет подключать к стояку каждый этаж отдельно. Главное преимущество – отсутствие воздушных пробок при эксплуатации. Стоимость обустройства несколько выше, чем у других вариантов.
- Альтернативная ей двухтрубная горизонтальная система отопления. Преимущественно используется в одноэтажных строениях с большой площадью. Предполагает подключение отопительных приборов к горизонтальному трубопроводу. При этом лучше всего стояки разводки располагать в коридоре или на лестничной клетке. Для стравливания воздушных пробок на радиаторы устанавливается кран Маевского.
По способу обустройства разводки системы отопления делят на конструкции:
- С нижней разводкой. «Горячий» трубопровод прокладывается в нижней части здания: подвале, подпольном пространстве или цоколе. Обратная магистраль должна быть расположена еще ниже. Для стимуляции циркуляции теплоносителя котел заглубляется, так, чтобы все радиаторы располагались выше его. В контур обязательно включается верхняя воздушная линия, предназначенная для отведения лишнего воздуха из сети.
- С верхней разводкой. Разводящая магистраль монтируется по верху здания, в наивысшей точке контура устанавливается расширительный бак. Чаще всего трубопровод проходит по утепленному чердаку, поэтому для строений с плоской крышей такая конструкция неприемлема.
Оба типа разводки используются и для вертикальной и для горизонтальной системы отопления.
Схематическое различие верхней и нижней разводок (нажмите для увеличения)
Самотечное отопление
В основе системы, где используется естественная циркуляция, лежит конвекция. Согласно этому принципу, нагретая жидкость стремится перейти в верхний слой воздуха по трубе, а ее место занимают холодные слои атмосферы. Котел начинает постепенно нагревать воду, которая теряет свой вес и двигается по трубе через вертикальное сооружение – после этого она постепенно расходится по нескольким ветвям батареи. Такую систему можно часто увидеть в двухэтажных зданиях. Особенности установки этой схемы:
- Используется горизонтальная верхняя разводка, которая начинается от общей части стояка. Сам же он начинает подниматься над котлом, где на вершине монтируют расширительный бак, активно взаимодействующий с атмосферой.
- При укладке специалисты следят, чтобы минимальный наклон составлял 3 мм на метр. Труба подачи всегда склоняется в сторону к радиатору, а обратная часть наклоняется к источнику тепловой энергии.
- Если сравнить тип труб со стандартными напорными системами, то здесь они намного больше – подразумевается, что здесь вода будет двигаться с небольшой скоростью.
Если дом одноэтажный, то радиаторы будут подключены поодиночке. Здесь вся подающая часть проводится через потолок или чердак, а обратные элементы находятся под полом. Здесь уже не получится смонтировать нижнюю разводку, поскольку теплоноситель двинется в сторону батареи, а значит, что количество тепла в помещении уменьшится.
Самотечная система отопления с естественной циркуляцией
Материалы и комплектующие
Полимерные трубы и фитинги к ним
Вид и количество материалов, комплектующих и оборудования для двухтрубной отопительной системы, определяется на этапе проектирования.
Для монтажа отопительной двухтрубной системы необходимо приобрести:
- котел
- радиаторы
- расширительный бак
- трубы
- фитинги
- сгоны
- воздухоотводчики
- аварийный клапан
- циркуляционный насос (опционально)
Критерии выбора
Котел выбирают с учетом доступности и стоимости топлива, расчетной мощности системы, требований к уровню автоматизации. Наибольшей популярностью пользуются газовые и твердотопливные котлы.
Виды радиаторов
Радиаторы, представленные на рынке, изготавливаются из:
- чугуна
- алюминия
- стали
- меди
- сочетания стали (труба) и алюминия (оребрение)
При выборе радиатора обращают внимание на технические характеристики, долговечность и надежность прибора, удобство в монтаже, дизайн, принцип подключения. К примеру, из-за инертности чугунных батарей на них нет смысла устанавливать термостаты для регулировки микроклимата
Стальные и биметаллические радиаторы склонны к коррозии, и их лучше использовать в составе отопительных систем закрытого типа.
Полипропиленовые трубы
Для прокладки трубопровода используются трубы:
- стальные (из обычной или легированной нержавеющей стали)
- медные
- полипропиленовые, армированные стекловолокном или алюминиевой фольгой
- из сшитого полиэтилена
- металлопластиковые
При выборе учитывают долговечность, устойчивость к коррозии, пригодность к скрытой прокладке (под стяжкой), стоимость. Монтаж полимерных труб можно выполнить самостоятельно, а прокладка металлического трубопровода требует навыка работы со сварочным аппаратом (для крепления стальных элементов) или устройством для пайки меди. Фитинги должны соответствовать трубам.
Установка газового котла в частном доме: все необходимые требования для быстрого и законного запуска системы отопления (Фото & Видео) +Отзывы
Однотрубная система отопления
Этот вариант используется в тех случаях, когда необходимо провести коммуникации быстро и с минимальными затратами.
Применяется в жилищном, частном и промышленном строительстве. Особенностью такого решения является отсутствие магистрали обратной подачи воды. Батареи подключаются последовательно, сборка производится в сжатые сроки и не требует сложных предварительных расчетов.
Как работает однотрубная магистраль
В таких конструкциях теплоноситель подается в верхнюю точку и стекает вниз, последовательно проходя через нагревательные элементы. При обустройстве многоэтажного дома практикуется установка промежуточного насоса, создающего необходимое давление в подающей трубе для продавливания горячей воды по замкнутому контуру.
При условии небольшой высоты дома и ограниченного количества потребителей тепла циркуляция воды происходит в достаточной степени эффективно.
Вертикальная и горизонтальная схемы
Строительство однотрубной магистрали осуществляется в вертикальной и горизонтальной ориентации. Вертикальная разводка устанавливается в зданиях, имеющих два и более этажа. Теплоноситель подается в радиаторы, начиная с самого верхнего. Горизонтальная отопительная магистраль чаще всего применяется для обустройства одноуровневых строений — домов, дач, складов, офисов и прочих коммерческих объектов.
Схема разводки трубопровода предполагает горизонтальное расположение стояка с последовательным его подводом к батареям.
Плюсы и минусы
Однотрубный вариант конструкции отопительной магистрали имеет следующие достоинства:
Монтаж проводится быстро, что немаловажно при современных требованиях темпов строительства. Кроме этого, внешний вид однотрубного коллектора высотой несколько метров выигрывает в сравнении со сложной системой из двух линий
Небольшой бюджет. Расчет расходов показывает, что для строительства требуется минимальное количество труб, фитингов и арматуры. Если потребители устанавливаются на байпас, то появляется возможность регулировать баланс тепла отдельно в каждой комнате. Использование современных запорных устройств дает возможность модернизировать и совершенствовать магистраль. Это позволяет осуществлять замену радиаторов, врезку приборов, другие усовершенствования без длительной остановки системы и слива из нее воды.
Есть у этой конструкции и свои недостатки:
- Последовательное расположение батарей не исключает возможность регулировать в них температуру нагрева по отдельности. Это влечет охлаждение всех остальных радиаторов.
- Ограниченное количество батарей на одной линии. Больше 10 их ставить нецелесообразно, так как на нижних уровнях температура будет ниже допустимого.
- Необходимость установки насоса. Это мероприятие требует дополнительных денежных вложений. Силовая установка может стать причиной гидроудара и повреждения магистралей.
- В частном доме потребуется установка расширительного бака с краном для стравливания воздуха. А для этого требуется место и проведение утеплительных мероприятий.
Серьезные недостатки однотрубной системы отопления — разность температур
В однотрубной системе отопления, где все радиаторы подключены последовательно, последние окажутся холоднее предыдущих. Но на сколько будет уменьшаться температура? И как это повлияет на комфортность?
Падения температуры будут зависеть от количества жидкости проходящей по кольцевому магистральному трубопроводу. Чем больше диаметр трубы и чем больше в ней скорость, тем и меньше будет влияние каждого радиатора. Увеличивая эти параметры, мы можем добиться, к примеру, что на пяти батареях падение температуры будет не больше чем 10%. Но это в теории.
На практике же мы ограничены разумностью затрат на диаметры труб и их тройники, а также выбором насоса – правильно выбрать маломощный циркуляционный насос, и установить его на первую скорость, чтобы он потреблял не больше 30 Вт электроэнергии.
В таком случае при «ленинградке без безумия» применяем для подключения четырех радиаторов по кольцу основную трубу диаметром 26 мм для металлопластика, или 32мм (наружный) для полипропилена. Подключения же радиаторов — 16 мм (20 мм полипропиллен).
Тогда падение мощности на каждом радиаторе составит около 7%. При этом температура будет падать примерно на 4 градусов, и это не худшие показатели.
Следовательно, если 1й радиатор – 60 град, то на входе в 4-й уже получим +48 град С. В принципе, работоспособность данной схемы сохраняется до 4-х обогревателей на кольцо. Но 5 шт. уже рекомендовать нельзя – чувствительная потеря мощности и повышение затрат на ее компенсацию путем увеличения самого радиатора.
Особенности двухтрубной отопительной системы
Система отопления частного дома двухтрубная имеет множество преимуществ, по сравнению с однотрубной.
Независимо от выбора конфигурации прокладки труб – горизонтальной или коллекторной лучевой, температура теплоносителя, подаваемого в каждый из отопительных приборов, будет одинаковой.
В каждой из комнат температуру можно регулировать выбранным вами способом – с помощью ручного термостата или автоматически. Если помещение перегревается, то термостат снижает количество поступающего в отопительный прибор теплоносителя или прекращает его подачу. Если этот излишний теплоноситель попадает в радиатор в соседнем помещении, то термостат перекрывает его подачу и там. Таким образом из обращения исключается лишнее количество теплоносителя.
Использование двухтрубной системы не всегда означает, что происходит двойной рост металлоёмкости, поскольку низкое гидравлическое сопротивление позволяет использовать трубы для отопления частного дома и многоэтажных зданий меньшего диаметра. Благодаря меньшему размеру труб двухтрубные системы менее заметны при открытом монтаже и более удобны для прокладки скрытым способом.
Значительным преимуществом, которым обладает двухтрубное отопление частного дома, является возможность замены, при необходимости, любого радиатора, не останавливая всю систему в целом. При однотрубном варианте провести работы по замене радиатора без полной остановки всей системы обогрева невозможно.
Устанавливать двухтрубную систему можно в любом доме, независимо от этажности. Она может работать и без использования циркуляционного насоса, но такая система будет менее эффективной, по сравнению с отоплением с принудительной циркуляцией.
Виды двухтрубного отопления
Двухтрубные системы отопления различают по виду разводки, которая может быть следующих типов:
- с горизонтальной разводкой,
- с вертикальной разводкой
В современном строительстве всё чаще применяют горизонтальную разводку, которая подходит для современных домов с большими площадями без простенков. В условиях панельно-каркасного строительства и отсутствия простенков монтаж стояков затруднён. Поэтому эффективно использование горизонтальной двухтрубной отопительной системы. Стояки для ответвлений располагают в нежилых помещениях. В такой системе радиаторы, расположенные на одном этаже, подсоединяют к единому стояку.
При устройстве вертикальной отопительной системы к одному стояку подключены радиаторы с разных этажей. Эта система примерно на 20% дороже горизонтальной разводки, а монтаж её более сложный. Но у неё есть и свои несомненные достоинства: отсутствие воздушных пробок и простота эксплуатации.
Двухтрубная отопительная система по направлению движения теплоносителя разделяется на следующие виды:
- Тупиковому типу характерно противоположное направление тока нагретого теплоносителя и поступающего от радиаторов к котлу.
- В прямоточных системах направление движения горячего и отработанного теплоносителя совпадают.
Различаются отопительные системы и по циркуляции теплоносителя, которая может быть естественной и принудительной.
Отопление частного дома двухтрубное с естественной циркуляцией теплоносителя применяют только в сооружениях с небольшими площадями – до 150 м2. Трубы в такой системе должны иметь больший диаметр и прокладываться в горизонтальной плоскости под определённым углом.
Недостатком такой системы является невозможность её регулирования, а достоинством – электронезависимость.
Монтаж двухтрубной системы отопления в частном доме большой площади или в многоэтажном здании осуществляют с установкой циркуляционного насоса. То есть, устраивается система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. Для такой системы требуется постоянное наличие электропитания. Преимущество этой системы – трубы имеют меньший диаметр и могут быть проложены без соблюдения уклона.
Устанавливаем котел
Котлы, работающие на газу, бывают подвесными и напольными. Для системы отопления в частном доме лучше всего использовать второй вариант. Дело в том, что конструкции, в которых трубопровод находится выше котла, работают несколько эффективнее. В любом случае устанавливать или подвешивать котел нужно строго горизонтально. Подключать его к газопроводу самостоятельно согласно существующим нормативам нельзя. Данную процедуру нужно будет доверить специалистам.
К любому газовому котлу обязательно присоединяется дымоход. Если котел не оборудован им изначально, его можно приобрести отдельно или даже сделать своими руками. Оптимальным вариантом считаются модели, изготовленные из нержавеющей стали.
