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

Материал труб

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

Металлические

Сталь (чёрная, нержавеющая, оцинкованная).

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

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

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

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

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

Полимерные

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

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

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

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

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

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

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

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

Подбор диаметра труб отопления — Teplopraktik

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.

Тепловая нагрузка, кВт	Необходимый внутренний диаметр трубы, мм	Подбор трубы для необходимого внутреннего диаметра:
ВГП стальные	Полипропилен	Сшитый полиэтилен
50	39	1,5 дюйма (40мм)	50	50
40	35	1,5 дюйма (40мм)	50	50
30	30	1,25 дюйма (32мм), дюйм с четвертью)	40	40
20	25	1 дюйм (25мм)	32	32
15	21	1 дюйм (25мм)	32	32
12	19	3/4 дюйма (20мм)	25	25
10	17	3/4 дюйма (20мм)	25	25
8	16	3/4 дюйма (20мм)	25	25
6	14	1/2 дюйма (15мм)	20	20
5	12	1/2 дюйма (15мм)	20	20
4	11	1/2 дюйма (15мм)	20	20
3	10	3/8 дюйма (10мм)	16	16
2	8	3/8 дюйма (10мм)	16	16
1	6	3/8 дюйма (10мм)	16	16

Тепловая нагрузка, кВт	Необходимый внутренний диаметр трубы, мм	Подбор трубы для необходимого внутреннего диаметра:
ВГП стальные	Полипропилен	Сшитый полиэтилен
50	55	2 дюйма (50мм)	63	63
40	48	2 дюйма (50мм)	63	63
30	43	2 дюйма (50мм), либо 1,5 дюйма (40мм)	63	63
20	35	1,5 дюйма (40мм)	50	50
15	30	1,25 дюйма (32мм)	40	40
12	27	1,25 дюйма (32мм)	40	40
10	25	1 дюйм (25мм)	32	32
8	22	1 дюйм (25мм)	32	32
6	19	3/4 дюйма (20мм)	25	25
5	17	3/4 дюйма (20мм)	25	25
4	16	1/2 дюйма (15мм)	20	20
3	13	1/2 дюйма (15мм)	20	20
2	11	1/2 дюйма (15мм)	16	16
1	8	1/2 дюйма (15мм)	16	16

Тепловая нагрузка, кВт	Необходимый внутренний диаметр трубы, мм	Подбор трубы для необходимого внутреннего диаметра:
ВГП стальные	Полипропилен	Сшитый полиэтилен
30	48	2 дюйма (50мм)	63	63
20	39	1,5 дюйма (40мм)	50	50
15	34	1,5 дюйма (40мм)	50	50
12	30	1,25 дюйма (32мм), (дюйм с четвертью)	40	40
10	28	1,25 дюйма (32мм), (дюйм с четвертью)	40	40
8	25	1 дюйм (25мм)	32	32
6	21	3/4 дюйма (20мм)	25	25
5	19	3/4 дюйма (20мм)	25	25
4	17	3/4 дюйма (20мм)	25	25
3	15	3/4 дюйма (20мм))	25	25
2	12	1/2 дюйма (15мм)	20	20
1	10	1/2 дюйма (15мм)	20	20

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.

teplopraktik.ru

Виды циркуляции

Конструкция с естественной циркуляцией. Работает система по такой схеме.

• Котёл разогревает теплоноситель до нужной температуры, его объём увеличивается, а плотность становится меньше.
• Благодаря этому остывшая вода заменяет нагретую. Она же, в свою очередь поднимается на самую высокую точку котла, остывает и сама направляется к радиаторам.
• Весь путь работы вещество движется без помощи из окружающей среды, это занимает много времени.
• В связи с этим вытесняемый воздух успевает добраться до верхней точки нагревателя,по этому уменьшается риск излишнего завоздушивания.

Отопительные системы с естественной циркуляцией долго остаются работоспособными.

• Малый радиус обогреваемого помещения. (Не более 30м)
• Большой промежуток времени между включением котла и стабилизации температуры в помещение.
• Трубы по которым перемещается теплообменник должны находиться под особым углом.
• Неравномерный нагрев. Чем дальше батарея, тем холоднее жидкость.

Разводка с принудительной циркуляцией теплоносителя

Движущей силой такого отопительного аппарата является циркуляционный насос.

Преимущества:

• Быстрый нагрев помещения.
• Равномерное распределение тепла.
• Возможность использования мембранного котла.
• Простой ремонт. (Поломанный участок отключается от общей системы).
• Удобный монтаж двухтрубной системы отопления.
• Амплитуда температур топлива на входе и выходе небольшая.
• Отсутствие воздушной магистрали.

Недостатки:

• Энергозависимость.
• Большие финансовые затраты.

Первый вариант компоновки возможен в одноэтажном помещении. Плюсом этого типа подключения является маленькая стоимость самой системы. Минус-большая вероятность заводушивания. Но её можно устранить с помощью установки кранов Маевского.

Вертикальный тип компоновки отличается от горизонтального тем, что имеет большее количество магистралей. Этот вариант расположения труб выгоднее использовать в многоэтажных зданиях. Преимуществом является отсутствие воздушных пробок. Но такой вариант обойдётся намного дороже.

Достоинства и недостатки скрытой схемы укладки труб отопления

Что касается преимуществ, то оно одно, но весомое – эстетическая красота. При скрытой выкладке трубы отопления в стене или полу не нарушают интерьер помещения

Это важно для комнат с панорамным остеклением, окнами в пол и пр. Также декор важен в комнатах с массивной мебелью, не придется думать о порче изделий жаром от трубы. Но недостатков у скрытой схемы больше:

Но недостатков у скрытой схемы больше:

• Скрытый монтаж труб отопления своими руками – сложное занятие. Чтобы надежно скрыть контур, необходимо соблюдать нормативные требования.
• Значительные потери тепла. Перед тем как теплоноситель прогреет дом, ему надо сначала нагреть стяжку или стену, потом отделку, только затем тепло поступает в помещение.
• Повышение стоимости работ. Для сокрытия контуров надо покупать трубы из стали или с армированием, гильзы, утеплитель, изоляционные материалы – все это потребует вложений.

Перед началом работ определяются все нюансы – доступ к ключевым узлам магистрали, выкладка с учетом нагрузки на пол, стену. Также рассчитывается оптимальный размер сечения для циркуляции теплоносителя без повышения свойства линейного расширения труб.

И еще один важнейший нюанс, от которого зависит работоспособность контура при скрытой выкладке, – правильный уклон труб отопления. Стандартный норматив уклона 0,5 см на каждый метр магистрали. Можно снизить показатели до 0,2 см, но только если в систему интегрирован хороший насос и контур подобран с правильным диаметром внутреннего туннеля.

Особенности труб для скрытой укладки

Какие трубы лучше подойдут для выкладки скрытого типа – этот вопрос чаще всего задают хозяева частных домов

Что касается изделий из стали, то они труднее гнутся, потому на поворотных участках необходимо применять больше фитингов. Увеличенное количество соединителей повышает риск протечки. Получается, что PP трубы с армированием – оптимальный вариант для скрытой прокладки системы отопления.

Определение характеристик смеси

Поскольку в условии задачи не оговаривается изменение температуры, принимаем поток изотермическим, т.е. с сохранением температуры 30°С на всем протяжении. Состав смеси бензола и толуола позволяет определить плотность и вязкость смеси.

Плотность при 30 С: бензола ρ_б = 868,5 кг/м3 и плотность толуола ρ_т = 856,5 кг/м3, тогда плотность смеси: ρ_см = 0,7* ρ_б + 0,3* ρ_т = 0,7*868,5 + 0,3*856,5 = 864,9 кг/м3 .

Вязкость при 30 С: бензола μ_б = 5,6*10-4 Па*с и вязкость толуола μ_т = 5,22*10-4 Па*с, тогда вязкость смеси: lg μ_см = 0,7*lg μ_б + 0,3*lg μ_т = 0,7*lg (5,6*10-4) + 0,3*lg (5,22*10-4) = — 3,261, а μ_см = 5,48*10-4 Па*с .

Тонкости монтажа

Монтаж системы отопления в частном деревянном доме проходит в несколько основных этапов:

1. Установка радиаторов. Монтаж радиаторов нужно выполнять по схеме. Традиционно радиаторы располагают под оконными проемами, так тепло не будет впускать в помещение холодный воздух. Делают монтаж своими руками при помощи шуруповерта, саморезов и уровня. Главное правило, которое следует соблюдать: все радиаторы системы располагают на одинаковом расстоянии от пола и строго по уровню. В противном случае вода будет с плохой циркуляцией в системе.
2. Монтаж труб. Перед монтажом нужно просчитать общую длину системы, и креплений и соединяющих (фитингов). Для работы своими руками нужны следующие инструменты: ножницы для пластиковых труб, специальный паяльник, рулетка и карандаш. На качественных трубах есть специальные разметки, показывающие направление и насечки дл облегчения монтажа.

Используя паяльник нужно сразу после расплавления спаивать трубы в соединительных креплениях. Выполнять после этого повороты запрещено, иначе припой получиться негерметичным и разломается, а с циркуляцией под давлением может развалиться. Для предотвращения таких ошибок потренируйтесь на остатке трубы. К стене трубы крепят в специальные полукруглые крепления, которые в свою очередь прикручиваются к деревянной стене саморезами небольшой величины.

1. Подключение системы к котлу. Эту часть лучше доверить специалистам, так как проверка системы и ее первый запуск могут вызвать ряд сложностей у новичка.

Принцип действия

Отопительный контур, называемый двухтрубным, состоит из радиаторов и двух магистральных трубопроводов – подающего и обратного. Нагретый котлом теплоноситель поступает в подающую магистраль, затем – в радиаторы, после чего по обратному трубопроводу снова возвращается к котлу.

Однотрубная и двухтрубная система отопления – в чем основное отличие? Главное отличие от однотрубной системы состоит в том, что радиаторы подключаются по параллельной схеме. Каждый из них находится между магистральным и обратным трубопроводами и своим входным патрубком подключается к первому, а выходным – ко второму.

Можно сказать, что трубопровод подачи в данном случае играет роль распределительной гребенки, из которой рабочая среда поступает сразу во все отопительные приборы.

Схема двухтрубной системы отопления с принудительной циркуляцией и теплыми полами

Если система отопления функционирует постоянно, в качестве теплоносителя используется подготовленная (обессоленная) вода. В случае работы контура в периодическом режиме следует применять антифриз.

Вся система отопления должна быть полностью заполнена теплоносителем, иначе при перетекании он будет издавать заметный шум. Но температура рабочей среды не всегда бывает постоянной и при нагреве объем ее может увеличиться. На этот случай предусмотрен компенсирующий элемент – расширительный бачок, подключаемый к контуру через тройник.

Все еще думаете, какую систему отопления выбрать? Тогда рассмотрите более упрощенный вариант – однотрубная система отопления частного дома. Достоинства и недостатки, а также разновидности систем.

О том, какой счетчик отопления выбрать, читайте тут. Есть ли смысл ставить общедомовой прибор учета?

Инфракрасный обогреватель – недорогой и удобный прибор для обогрева помещения. Здесь https://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/obogrevateli/vred-infrakrasnogo.html вы узнаете, полезны или вредны такие обогреватели.

Циркуляция теплоносителя и конструкция расширительного бачка

Очевидно, что для функционирования отопительной системы необходимо заставить теплоноситель перемещаться по контуру. Эту задачу решают одним из двух способов:

Организация конвективной (естественной) циркуляции

В данном случае используют свойство всех жидкостей и газов при нагреве перемещаться вверх. Отопительный контур начинается идущей прямо от котла вертикальной трубой – разгонным коллектором, имеющим в высоту не менее 1,5 м. Мощная конвекция на этом участке обеспечивает приемлемую циркуляцию теплоносителя в системе.

Двухтрубная система водяного отопления с естественной циркуляцией с верхней разводкой

У этого варианта есть два преимущества:

1. Энергонезависимость.
2. Максимально простая конструкция расширительного бачка. Он представляет собой установленную в наивысшей точке системы открытую емкость, в днище которой врезана ведущая к контуру труба.

Недостатков больше:

• длительная раскачка;
• необходимость применять трубы большого диаметра;
• работа котла на предельном режиме (теплоноситель успевает сильно остыть);
• необходимость нагрева теплоносителя до высокой температуры, что делает невозможным эксплуатацию системы в межсезонье.

Перекачивание с помощью насоса

Используются специальные насосы, называемые циркуляционными.

Поскольку система замкнутая, их мощность определяется только величиной гидравлического сопротивления контура (высота подъема теплоносителя значения не имеет).

Данный вариант лишен перечисленных в предыдущем пункте недостатков, но из-за повышенного давления здесь приходится применять расширительный бачок более сложной конструкции.

Это герметично закрытая емкость, разделенная гибкой мембраной на две полости. Одна из них заполнена сжатым воздухом, в другую поступает избыток теплоносителя.

Если применяется антифриз, лучше установить закрытый расширительный бачок, независимо от способа циркуляции. Из открытого бачка в помещение будут проникать вредные испарения.

Мощность котла и контура

В частных домах или квартирах обогрев внутренних помещений производится газовыми или электрическими котлами. Расчет необходимой тепловой мощности выполняют в зависимости от размера обогреваемой площади. Считается, что на качественный обогрев 1 м2 потребуется 0,1м кВт тепловой энергии. В зависимости от климатических особенностей, щадящего режима работы этот показатель увеличивается до 1,3 кВт /м2.

Факторы, влияющие на мощность обогревательного котла:

• Вид строительного материала ограждающих стеновых конструкций дома. Большая теплопроводность материала в сочетании недостаточной толщины наружных стен намного увеличивают тепловые потери и тогда работа котла с самой высокой мощностью будет неэффективной и неудовлетворительной.
• Использование второго контура для нагрева воды. Если заранее предусматривается такая опция, выбирается более мощный тепловой генератор.
• Вид топлива. Газовый котел считается более экономичным, однако его можно использовать только в местности, где проходит газопровод.
• Циркуляция воды в системе обеспечивается насосом, предназначенным для оптимизации скорости горячей воды и ее обрата. Попутно решается проблема воздушных пробок, выдавливаемых постоянным потоком теплоносителя.

Конденсатоотводчики

Чтобы контролировать поток пара и конденсата, эти две жидкости должны быть разделены. Обычный метод заключается в установке конденсатоотводчика на выходе каждого радиатора. Это устройство позволяет воздуху и воде существовать в радиаторе, но не парам. Если ловушки не работают, систему нельзя контролировать.

Внутренний элемент вышедшей из строя ловушки может быть легко заменен сантехником. Конечно, если ваши ловушки не сработали, то разумно предположить, что все ловушки в здании должны быть проверены.

Теперь, когда пар и вода разделены, мы можем перейти к управлению радиаторами. Для контроля температуры в двухтрубных паровых системах используется термостатический радиаторный клапан (ТРВ). ТРВ следят за температурой вблизи радиатора и крепятся к трубе подачи пара.

Затем вы можете вручную установить температуру: настройки обычно отображаются численно с диапазоном температур, соответствующим каждому элементу системы. Когда желаемая температура будет достигнута, клапан закроет подачу пара к отдельному радиатору. Если радиатор установлен в корпусе, то необходимо использовать модель капиллярной трубки.

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)

где:

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.

Виды систем отопления с гравитационной циркуляцией

Несмотря на простое устройство системы водяного отопления с самоциркуляцией теплоносителя, существует как минимум четыре, пользующихся популярностью, схемы монтажа. Выбор типа разводки зависит от характеристик самого здания и ожидаемой производительности.

Чтобы определить, какая схема будет работоспособной, в каждом отдельном случае требуется выполнить гидравлический расчет системы, учесть характеристики отопительного агрегата, рассчитать диаметр трубы и т.п. При выполнении вычислений может потребоваться помощь профессионала.

Закрытая система с самотечной циркуляцией

В странах ЕС, системы закрытого типа пользуются наибольшей популярностью среди других решений. В РФ схема пока не получила широкого применения. Принципы действия водяной системы отопления закрытого типа с безнасосной циркуляцией заключается в следующем:

• При нагревании теплоноситель расширяется, происходит вытеснение воды из контура отопления.
• Под давлением жидкость поступает в закрытый мембранный расширительный бак. Конструкция емкости представляет полость, разделенную мембраной на две части. Одна половина бачка заполнена газом (в большинстве моделей используется азот). Вторая часть остается пустой для наполнения теплоносителем.
• При нагревании жидкости создается давление, достаточное, чтобы продавить мембрану и сжать азот. После остывания, происходит обратный процесс, и газ выдавливает воду из бачка.

В остальном, системы закрытого типа, работают, как и остальные схемы отопления с естественной циркуляцией. В качестве минусов можно выделить зависимость от объема расширительного бака. Для помещений с большой отапливаемой площадью, потребуется установить вместительную емкость, что не всегда целесообразно.

Открытая система с самотечной циркуляцией

Система отопления открытого типа отличается от предыдущего типа только конструкцией расширительного бака. Данная схема чаще всего использовалась в старых зданиях. Преимуществами открытой системы является возможность самостоятельного изготовления емкости из подручных материалов. Бачок, обычно имеет скромные габариты и устанавливается на кровле или под потолком жилой комнаты.

Главным недостатком открытых конструкций является попадание воздуха в трубы и радиаторы отопления, что приводит к усилению коррозии и быстрому выходу из строя греющих элементов. Завоздушивание системы также частый «гость» в схемах открытого типа. Поэтому, радиаторы устанавливаются под углом, обязательно предусматриваются краны Маевского, для стравливания воздуха.

Однотрубная система с самоциркуляцией

Однотрубная горизонтальная система с естественной циркуляцией имеет низкую теплоэффективность, поэтому используется крайне редко. Суть схемы такова, что подающая труба последовательно подключена к радиаторам. Нагретый теплоноситель поступает в верхний патрубок батареи и выводится через нижний отвод. После этого тепло поступает к следующему узлу отопления и так до последней точки. От крайней батареи к котлу возвращается обратка.

Преимуществ у данного решения несколько:

1. Отсутствует парный трубопровод под потолком и над уровнем пола.
2. Экономятся средства на монтаж системы.

Недостатки такого решения очевидны. Теплоотдача радиаторов отопления и интенсивность их нагрева снижается по мере отдаленности от котла. Как показывает практика, однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией, даже при соблюдении всех уклонов и подбора правильного диаметра труб, зачастую переделывается (посредством монтажа насосного оборудования ).

Двухтрубная система с самоциркуляцией

Двухтрубная система отопления в частном доме с естественной циркуляцией, имеет следующие конструктивные особенности:

1. Подача и обратка проходят по разным трубам.
2. Подающий трубопровод подсоединен к каждому радиатору через входной отвод.
3. Второй подводкой батарея подключается к обратке.

В результате, двухтрубная система радиаторного типа дает следующие преимущества:

1. Равномерное распределение тепла.
2. Отсутствие необходимости в добавлении секций радиатора для лучшего прогрева.
3. Проще выполнить регулировку системы.
4. Диаметр водяного контура, по крайней мере, на размер меньше чем в однотрубных схемах.
5. Отсутствие строгих правил установки двухтрубной системы. Допускаются небольшие отклонения относительно уклонов.

Главным достоинством двухтрубной системы отопления с нижней и верхней разводкой является простота и одновременно эффективность конструкции, что позволяет нивелировать ошибки, допущенные в расчетах или во время проведения монтажных работ.

Расчет диаметра водопроводных труб

Сечение водопроводной трубы, точнее площадь сечения, определяется формулой:

S=π·r2,

где:

• S – площадь сечения трубы, м2;
• π – число «пи» с достаточным значением 3,14;
• r – радиус внутреннего сечения, м.

Как правило, в отношении стальных труб значение радиуса приравнивается к половинному значению их условного прохода (ДУ). У пластиковых труб номинальный наружный диаметр и внутренний диаметр обычно отличаются на шаг. Например, у 40 мм полипропиленовой трубы внутренний диаметр примерно соответствует 32 мм.

Пользуясь только формулой расчета площади сечения труб, рассчитать необходимые пропускные параметры водопровода не получится.

Необходимо воспользоваться еще одной формулой:

Q=V·S,

где:

• Q – расход воды, м3;
• V – скорость потока воды, м/с;
• S – площадь сечения трубы, м2.

Нормативы для внутренних водопроводов ограничивают диапазон скорости воды в пределах 0,7-1,5 м/с. Если вода будет двигаться с большей скоростью, то водопроводные трубы довольно громко зашумят. Определим внутреннее сечение трубопровода, учитывая наибольшую допустимую скорость воды.

Чем выше скорость жидкости в водопроводных трубах, тем более велико сопротивление ее продвижению. Причемпри падении напора в 16 мм трубопроводе из-за недостаточного сечения повысительный насос не поможет (+)

Прежде переведем расчетный расход воды, используя подсчитанные выше данные для умывальника, унитаза и душа, в кубометры в секунду: 0,3511·0,001= 0,0003511 м3/с.

Теперь получится рассчитать минимальную площадь сечения трубопровода, применив вторую формулу и введя максимально допустимое значение скорости воды: S=0,0003511:1,5=0,000234 м2.

Определим радиус внутреннего сечения водопровода по первой формуле: r2=0,000234:3,14=0,00007452. Вычисляем корень из полученного значения и получаем: r=0,00863 м. Соответственно, в миллиметрах радиус внутреннего сечения будет 8,63 мм.

Умножив полученное значение радиуса на два, находим требуемый диаметр трубы для водопровода: 8,63·2=17,26 мм. Т.е. оптимальное ДУ трубопровода составит 20 мм (округление в большую сторону).

Отопление в многоквартирном доме

Если следовать установленным требованиям СНИП и ГОСТ, то система отопления многоквартирного дома схема которого обязательна к утверждению, должны обеспечивать нагревание воздуха в зимний период в жилых помещениях до температуры 20-22 градуса.

Влажность воздуха при этом должна составлять 30-45 %.

Чтобы достичь этого, когда разрабатывается проектно-сметная документация на строительство, тогда же и проектируется система отопления многоквартирного дома, которая должна обеспечить одинаковое давление теплоносителя в магистральных трубах на всех этажах многоэтажного дома.

Вот только так можно обеспечить нормальную циркуляцию самого теплоносителя и обеспечить в помещении требуемые параметры воздуха.

Если внимательно изучить схему отопительной системы многоквартирного дома, то можно заметить, что диаметр трубопровода, по которому доставляется в каждую квартиру тепло, уменьшается.

К примеру, внутридомовая отопительная система многоквартирного дома в подвале труба имеет диаметр на входе 100 мм, а лежаки, которые распределяют теплоноситель по подъездам дома – 50-76 мм. От того, каких габаритов здание и насколько протяжное у него крыло и зависит диаметр труб.

Вот для монтирования труб стояков используются трубы с диаметром 20 мм. Что касается обратки, то такая схема выполняется в обратном порядке (по возрастающей).

Следует ещё отметить и конструкционные особенности лежаков в системе отопления жилых многоквартирных домов, как на подаче, так и на обратке. Необходимо их конецевики заглушать шаровым краном с диаметром 32 мм, который устанавливается на расстоянии 30 сантиметров от установленного последнего стояка.

Это необходимо сделать для того, чтобы создать аккумуляционный карман для скопившейся накипи в нижней и горизонтальной части отопительной системы. Также в таких карманах собираются окалины и иные загрязнения, которые устраняются при запланированных промывках отопительной системы.

Отлично с такой системой справляется гидравлика отопительной системы многоквартирного дома, к этой системе прилагаются циркуляционные вакуумные насосы, а также дополнительное свободное место для установки всей системы, что и чаще всего становится причиной использования гидравлики в отопительной системе многоквартирного дома.

Отопительная система в многоквартирных домах может быть двухтрубной и однотрубной.

Если установлена двухтрубная система, тогда устанавливать регуляторы выборочно нельзя, чтобы не нарушить работу всей системы. Все радиаторы в двухтрубной системе присоединяются к параллельному вводу.

Если через все радиаторы протекает необходимое количество воды – это означает, что система работает правильно. Для этого обязательно система должна быть:

1. Правильно собрана (диаметр труб должен быть правильно подобран);
2. Гидравлически устойчива (расходы должны быть расчетными или же изменяться при перепадах воды пропорционально).

Чтобы система работала правильно необходимо:

1. Устанавливать на каждом стояке исключительно современные балансировочные вентили для правильного распределения количества воды по стоякам.
2. Устанавливать на всех радиаторах во всех помещениях регулирующие устройства с повышенным сопротивлением;
3. Запроектировать и смонтировать. (Будет лучше, если этим займутся профессионалы).

Однотрубная система имеет основное отличие от двухтрубной: в однотрубной системе все стояки циркуляционные, объединенные в один с названием «холостые».

Чтобы водораспределение происходило лучше, к разным точкам потребления воды и в целях сбережения равных диаметров по всей высоте стояка в однотрубной системе водоподачи горячей воды, стояки в обязательном порядке закольцовывают.

Если используется кольцевая схема для многоквартирных домов, у которых количество этажей не превышает пяти, диаметр стояков должен быть 25 мм.

Те здания, у которых этажность выше шестого, тогда диаметр должен быть 32 мм. На стояки подачи устанавливают полотенцесушители при однотрубной разводке, что означает, что в момент слабого обогрева в квартиры будет доходить вода низкой температуры.

Чтобы обеспечить воздухоудаление из отопительной системы, необходимо проложить трубы с минимально допустимым уклоном 0,002 к самому вводу трубопровода. В тех системах, где нижняя разводка, воздух будет стравливаться через водоразборный верхний кран.

Если разводка верхняя, тогда воздух стравливается при помощи автоматических воздухоотводчиков, которые установлены в верхних точках системы.