Як виконати розрахунок діаметра труби для опалення правильно – теорія й практика

Зміст:

Гідравлічний розрахунок опалювальних труб
Формула розрахунку діаметра опалювальних труб
Розрахунок потужності опалювальної системи
Швидкість переміщення теплоносія

Для забезпечення нормальної роботи опалювальної системи потрібен якісний водопровід, за допомогою якого буде транспортуватися теплоносій. Своєю чергою, працездатність трубопроводу безпосередньо залежить від діаметра труб для опалення. Про те, як виконується розрахунок діаметра труби для опалення, і піде мова в цій статті.

Гідравлічний розрахунок опалювальних труб

Розраховуючи розміри опалювальної системи та труб, необхідно знати всі параметри даного матеріалу, які виглядають наступним чином:

Використовувана для виготовлення труб сировина (зазвичай метал або пластик);
Внутрішня товщина труби для опалення;
Внутрішні діаметри фітингів та інших елементів, що підключаються до трубопроводу;
Номінальний внутрішній діаметр;
Товщина стінок труб.

Неправильний вибір діаметра труби для опалення в переважній більшості випадків стає причиною виникнення проблем. Нерідкі випадки використання труб з підвищеним діаметром для опалювальних систем. Це відбувається через поширений міф про те, що ступінь тепловіддачі безпосередньо залежить від діаметра труби (прочитайте також: "Як розрахувати тепловіддачу сталевої труби та для чого це робиться"). Замість цього тиск у системі знижується, у результаті чого більша частина тепла йде даремно, тим самим роблячи такий підбір труб абсолютно невиправданим.

Щоб уникнути такої помилки, потрібно заздалегідь виконати гідравлічний розрахунок опалювальної системи, який дозволить підібрати оптимальний перетин труб для опалення на кожній ділянці трубопроводу. В результаті розрахунків у кожному опалювальному контурі створюватиметься тиск, який на десяту частину перевищує величину, необхідну для нормального переміщення теплоносія.

Описана різниця необхідна для компенсації втрат тиску, що виникають через внутрішні опори. Останні, своєю чергою, з'являються внаслідок тертя теплоносія і локальних опорів.

Формула розрахунку діаметра опалювальних труб

Використовувати професійні методи розрахунку діаметрів труб проблематично через їх складність, тому вони застосовуються тільки фахівцями у сфері прокладки опалювальних систем.

Для самостійних розрахунків можна використовувати злегка спрощену формулу, яка виглядає наступним чином:

D = √354∙(0.86∙Q:T):V

Букви розшифровуються так:

D – діаметр труби (см),
Q – навантаження на розрахункову ділянку трубопроводу (кВт),
Δt – температурна різниця на подавальному і зворотному контурах (°C),
V – швидкість переміщення теплоносія (м/с).

Середнє значення температурної різниці становить близько 20 градусів, оскільки температура теплоносія в подавальному контурі зазвичай тримається на рівні 90 градусів, а на зворотному шляху вода охолоджується до 65-70 градусів.

Розрахунок потужності опалювальної системи

Порада: Використовуйте наші будівельні калькулятори онлайн, і ви виконаєте розрахунки будівельних матеріалів або конструкцій швидко та точно.

Щоб розрахувати мінімальні показники потужності опалювальної системи, достатньої для ефективного прогрівання будинку, потрібно скористатися наступною формулою:

Qт = V∙∆t∙K:860

Розшифровка символів виглядає так:

Qт – необхідна потужність (кВт/год),
V – об'єм опалювального приміщення (м³),
∆t – різниця температур усередині та зовні будівлі (°С),
K – коефіцієнт теплових втрат будівлі (залежить від конструктивних особливостей будівлі та теплоізоляції),
860 – коефіцієнт, що дозволяє перевести значення результату в кВт/год.

Точний розрахунок коефіцієнта тепловтрат досить складний, тому в приватному будівництві можна використовувати спрощені значення, величина яких залежить від типу будівлі:

3-4 – таке значення коефіцієнта теплових втрат використовується в тому випадку, якщо будівля не має теплоізоляції (наприклад, у випадку з простими дерев'яними спорудами);
2-2,9 – коефіцієнт використовується у формулі при наявності слабкої теплоізоляції (спрощена конструкція будівлі, наприклад, цегляна кладка товщиною в одну цеглину);
1-1,9 – даний коефіцієнт підходить для будівель, що мають середні показники теплоізоляції (стандартна споруда, наприклад, цегляна кладка товщиною у дві цеглини, звичайна покрівля й оптимальна кількість вікон);
0,6-0,9 – таке значення коефіцієнта тепловтрат використовується при розрахунку опалювальної системи будівель, які мають хорошу теплоізоляцію (покращена схема споруди, цегляні стіни з подвійною теплоізоляцією, невеликою кількістю вікон, оснащених подвійними рамами).

Проводячи розрахунок поліпропіленових труб для опалення, потрібно точно знати, який результат повинен вийти в підсумку. Наприклад, різниця температур ззовні будинку й усередині нього визначається індивідуально в залежності від бажаного ступеня комфорту в будинку. Розрахунковий показник зовнішньої температури залежить від кліматичних умов конкретного регіону і підбирається в спеціальних таблицях. Читайте також: "Як виконується розрахунок діаметра трубопроводу – теорія і практика з досвіду".

Швидкість переміщення теплоносія

Відразу варто відзначити, що мінімальна швидкість руху води в трубопроводі системи опалення не може опуститися нижче 0,2-0,25 м/с. Якщо швидкість в якийсь момент все-таки виявиться нижчою, то теплоносій почне поступово виділяти повітря – а це, своєю чергою, стане причиною появи повітряних пробок у системі. Такі пробки завжди призводять до зниження працездатності системи, аж до її виходу з ладу.

Верхній швидкісний поріг може варіюватися в досить широких межах – від 0,6 до 1,5 м/сек. Перевищення цього порога стає причиною зниження тепловіддачі та гучного шуму, викликаного гідравлічними процесами, що відбуваються в системі, тому краще вибрати якесь середнє значення. Читайте також: "Причини появи шуму у трубі опалення та способи усунення".

Висновок

Зібравши значення всіх необхідних параметрів, достатньо підставити їх у формулу, щоб дізнатися необхідний діаметр труб для опалювальної системи. Для спрощення роботи варто скористатися спеціальними таблицями, в яких вказані формули для розрахунків і детально розписані всі використовувані в них показники.

Шляхом нехитрих розрахунків можна визначити оптимальний розмір труб для конкретної ситуації. Чітке розуміння того, який діаметр труби вибрати для опалення, дозволить створити гранично якісну та функціональну конструкцію, яка буде забезпечувати будинок достатньою кількістю тепла.