Расчет диаметра труб отопления: формулы и примеры

Как выполняется расчет диаметров трубопроводов отопления при известной мощности котла? Как подсчитать минимальный диаметр для отдельного участка контура? В этой статье нам предстоит познакомиться с формулами, используемыми при вычислениях, и сопроводить знакомство примерами расчетов.

Расчет диаметра труб отопления: формулы и примеры

Мы научимся вычислять внутренний диаметр трубы. Стоит помнить, что обычно они маркируются внешним.

Зачем это нужно

А в самом деле – для чего необходим расчет диаметров труб отопления? Почему просто-напросто не взять трубы заведомо избыточного размера? Ведь тем самым мы обезопасим себя от чрезмерно медленной циркуляции в контуре.

Увы, у такого подхода есть несколько серьезных недостатков.

  • Материалоемкость и, соответственно, цена погонного метра растет пропорционально квадрату диаметра. Расходы будут далеко не копеечными.

Заметьте: для сохранения того же рабочего давления при увеличении диаметра трубы приходится увеличивать толщину стенок, что дополнительно увеличивает материалоемкость.

  • Что не менее важно, увеличившийся диаметр трубопровода означает увеличение объем теплоносителя и, соответственно, выросшую тепловую инерционность системы. Она будет дольше прогреваться и дольше остывать, что не всегда желательно.
  • Наконец, при открытой прокладке толстых труб отопления они не очень-то украсят помещение, а при скрытой – увеличат глубину штроб в стенах или толщину стяжки на полу.

Расчет диаметра труб отопления: формулы и примеры

Спрятать в штробы толстые трубы заметно сложнее.

Формулы

Поскольку мы с вами, уважаемый читатель, не посягаем на получение диплома инженера-теплотехника, не станем лезть в дебри.

Упрощенный расчет диаметра трубопровода отопления выполняется по формуле D=354*(0,86*Q/Dt)/v, в которой:

  • D – искомое значение диаметра в сантиметрах.
  • Q – тепловая нагрузка на соответствующий участок контура.
  • Dt – дельта температур между подающим и обратным трубопроводами. В типичной автономной системе она равна примерно 20 градусам.
  • v – скорость потока теплоносителя в трубах.

Похоже, для продолжения нам не хватает кое-каких данных.

Чтобы выполнить расчет диаметра труб для отопления, нам нужно:

  • Выяснить, с какой максимальной скоростью может двигаться теплоноситель.
  • Научиться рассчитывать тепловую мощность всей системы и ее отдельных участков.
  • Скорость теплоносителя

    Она должна соответствовать паре граничных условий.

    С одной стороны, теплоноситель должен оборачиваться в контуре примерно три раза за час. В противном случае заветная дельта температур заметно увеличится, сделав нагрев радиаторов неравномерным. Кроме того, в сильные холода мы получим вполне реальную возможность разморозки наиболее холодных участков контура.

    Расчет диаметра труб отопления: формулы и примеры

    Медленная циркуляция привела к разморозке радиатора.

    С другой стороны, избыточно большая скорость породит гидравлические шумы. Засыпать под гул воды в трубах – удовольствие, скажем так, на любителя.

    Допустимым считается диапазон скоростей потока от 0,6 до 1,5 метров в секунду; при этом в расчетах обычно используется максимально допустимое значение – 1,5 м/с.

    Тепловая мощность

    Вот схема ее расчета для нормированного теплового сопротивления стен (для центра страны – 3,2 м2*С/Вт).

    • Для частного дома за базовую мощность берутся 60 ватт на кубометр помещения.
    • К ним добавляется 100 ватт на каждое окно и 200 – на каждую дверь.
    • Результат умножается на региональный коэффициент, зависящий от климатической зоны:
    Средняя температура января Коэффициент
    -40 2,0
    -25 1,6
    -15 1,4
    -5 1
    0 0,8

    Расчет диаметра труб отопления: формулы и примеры

    Средняя температура января на карте страны.

    Так, помещение объемом 300 м2 с тремя окнами и дверью в Краснодаре (средняя температура января – +0,6С) потребует (300*60+(3*100+200))*0,8=14800 ватт тепла.

    Для зданий, тепловое сопротивление стен которых значительно отличается от нормированного, используется еще одна упрощенная схема: Q=V*Dt*K/860, где:

    • Q – потребность в тепловой мощности в киловаттах.
    • V – объем отапливаемого помещения в кубометрах.
    • Dt – разница температур между помещением и улицей в пик холодов.

    Полезно: температуру в помещении лучше брать соответствующей санитарным нормам, уличную – среднему минимуму за последние несколько лет.

    • К – коэффициент утепления здания. Откуда брать его значения? Инструкция отыщется в очередной таблице.
    Коэффициент утепления Описание ограждающих конструкций
    0,6 – 0,9 Пенопластовая или минераловатная шуба, утепленная кровля, энергосберегающие тройные стеклопакеты
    1,-1,9 Кладка в полтора кирпича, однокамерные стеклопакеты
    2 – 2,9 Кладка в кирпич, окна в деревянных рамах без утепления
    3-4 Кладка в полкирпича, остекление в одну нитку

    Откуда брать нагрузку для отдельного участка контура? Она рассчитывается по объему помещения, которое отапливается этим участком, одним из приведенных выше способов.

    Пример расчета

    Итак, в теории мы знаем, как рассчитать диаметр трубы отопления.

    Давайте подтвердим теоретические знания практикой и своими руками выполним расчет для следующих условий:

    • Нам необходимо вычислить диаметр розлива в частном доме площадью 100 квадратных метров.
    • Высота потолка в доме – 2,8 метра.
    • Стены представляют собой кадку газобетонными блоками марки D600 толщиной 40 см с наружной пенопластовой шубой толщиной 150 мм.

    Расчет диаметра труб отопления: формулы и примеры

    Пенопластовая шуба сведет потери тепла к минимуму.

    • Дом расположен в Комсомольске-на-Амуре Хабаровского края (средний минимум температуры января – -30,8 С). Внутреннюю температуру примем равной +20 С.

    Вначале вычислим потребность в тепловой мощности.

    Утепление явно обеспечит тепловое сопротивление лучше нормированного, что заставит нас обратиться к второй из приведенных схем расчета.

  • Внутренний объем дома равен 100*2,8=280 м3.
  • Дельта температур между улицей и домом в худшем для нас случае будет равна 50 градусам.
  • Коэффициент утепления примем равным 0,7.
  • Расчетная мощность бытового отопительного котла должна быть не менее 280*50*0,7/860=11,4 КВт.
  • Осталось выполнить собственно расчет диаметра трубы для отопления. Он будет равным 354*(0.86*11,4/50)/1,5=2,4 см, что соответствует стальной ВГП трубе ДУ 25 или полипропиленовой трубе с внешним диаметром 32 мм.

    Расчет диаметра труб отопления: формулы и примеры

    На фото – полипропиленовый отопительный розлив.

    Заключение

    Позволим себе напомнить, что нами приведены предельно упрощенные схемы расчетов. Как всегда, дополнительную тематическую информацию читатель сможет обнаружить в прикрепленном к статье видео. Успехов!

    Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен

    Оставить комментарий

    ОБЯЗАТЕЛЬНО приложите ФОТО проблемы — так ответ эксперта будет гораздо точней

    Оставляя комментарий, Вы принимаете пользовательское соглашение

    Ваше имя:
    Ваш e-mail:
    Источник gidroguru.com