Трубопроводы отопления

Трубопроводы – один из основных элементов системы отопления. Выбор вида труб для монтажа комплекса зависит от нескольких факторов – условий эксплуатации, качества, стоимости и методики монтажа. Публикация дает обзор типов трубопроводов, их характеристик, особенностей выбора и способов сборки.

Виды труб для отопления   

Основными критерием классификации труб для отопления является материал изготовления и рабочие характеристики. По материалу трубопроводы делят на 2 большие группы:

1. Металлические;
2. Полимерные (пластиковые).

Среди металлических изделий, предназначенных для возведения систем отопления помещений, выделяют следующие виды:

1. Стальные (углеродистая «черная» сталь);
2. Трубы из нержавеющей стали (линейные);
3. Гофрированные трубы из нержавеющей стали;
4. Медные трубопроводы.

Полимерные (пластмассовые, пластиковые) трубы также делятся на несколько типов:

1. Металлопластиковые;
2. Полипропиленовые;
3. Трубы из сшитого полиэтилена.

Стальные трубопроводы для отопления

Несколько десятилетий назад стальные «черные» трубы являлись главным материалом при строительстве внутренних и наружных сетей отопления. Стальные изделия обладают высочайшей механической и термической стойкостью – выдерживают рабочее давление до 16 (25, 32) кгс/см² – в зависимости от марки стали и толщины стенки (среднее давление разрушения – 50 кгс/см²), предельная температура – более 100⁰С.

Для монтажа отопления применяются чаще всего 2 типа труб – водогазопроводные и электросварные. Соединяются трубы с помощью электрической сварки и резьбовых соединений.

Сварные стыки отличаются высокой прочностью и надежностью. Резьбовые соединения с помощью муфт, сгонов, тройников не столь надежны. Это вызвано тем, что толщина стенок трубопровода в районе витков резьбы уменьшается почти вдвое и применяется уплотняющий материал для герметизации (сантехнический лен, полимерная нить и так далее).

Кроме высоких достоинств трубы из стали имеют серьезные недостатки:

1. Подверженность коррозии;
2. Значительный вес;
3. Необходимость внешней химзащиты (покраски);
4. Относительно сложный монтаж.

Главный недостаток стали – высокий коррозионный износ, внешний и внутренний.

Для борьбы с коррозионным износом трубы из металла покрывают слоем цинка.

Цинковое покрытие может быть наружным и двусторонним. Оцинкованные изделия отличаются еще большей массой (тяжелее на 30%). Скорость коррозии для этого типа труб ниже. Но и тут есть своя особенность – при сварке слой цинка в месте шва сгорает.

Большой вес, отсутствие гибкости и необходимость наличия навыков, сварочного оборудования усложняют процесс монтажа. Трубы имеют невзрачный внешний вид и требуют регулярной покраски для защиты и придания приемлемого внешнего вида.

Нержавеющие стальные трубы

Трубы из нержавеющей стали делятся на 2 типа:

1. Линейные (типа марки 12Х18Н10Т);
2. Гибкие гофрированные.

Линейные трубы выпускаются в отрезках, практически неподвержены коррозии.

Изделия обладают высокой механической и термической стойкостью, универсальны для использования в системах отопления любого типа. Соединение элементов производится с помощью сварки или резьбовых соединений. Причем сварка должна проводиться специализированными электродами, иначе материал в зоне шва приобретает свойства простой углеродистой («черной) стали.

Недостатками труб из нержавейки является необходимость профессионального монтажа (при сварочном типе соединений) и высокая стоимость. Килограмм трубы диаметром от 16 до 25 мм имеют цену от 330 руб./кг. При этом трубы ВГП (водогазопроводные) стоят от 40 — 50 руб/кг.

Около 25 лет назад появилось новое изделие – гофрированные трубы из нержавеющей стали. Они имеют высокую степень пластичности, рабочее давление составляет от 10 до 15 бар, рабочая температура – до 150⁰С (предельная – до 600⁰С).

Трубы имеют низкую степень шероховатости внутренней поверхности, легко переносят гидравлические удары.

Этот вид труб производится в Японии, Южной Корее и ЕС. Соединение отрезков труб производится с помощью латунных фитингов с силиконовым уплотнением. Срок службы уплотнений позиционируется производителями в 30 лет до первой замены. Стоимость трубы начинается от 100 руб/пог.метр (в среднем).

Гофрированные трубы могут применяться в системах теплых водяных полов, выпускаются в бухтах длиной 50 – 60 метров. Некоторые виды труб имеют наружное полиэтиленовое покрытие различного цвета.

Медные трубы для отопления

Трубопроводы из меди известны благодаря своим высоким показателям:

• Срок службы – более 80 лет;
• Термическая стойкость – от – 150 до +250⁰С;
• Прочность – выдерживает давление до 45 – 55 кгс/см²;
• Неподверженность коррозии и большинству других негативных факторов.

Медные трубы делят на 2 основных типа:

1. Неотожженная;
2. Отожженная.

Неотоженная труба не имеет пластичности, выпускается в отрезках разной длины. Отожженная труба благодаря термообработке несколько теряет в прочности, зато приобретает высокую гибкость и пластичность.

Соединение трубопроводов производится двумя методами – пайкой специальным припоем и с помощью компрессионных медных (или латунных фитингов).

Эти виды медных труб универсальны для применения в системах обогрева любого типа. Труба не склонна к образованию отложений.

Стоимость медных труб высока – от 200 рублей и выше за 1 метр. Монтаж тоже имеет свои трудности – если компрессионные фитинги можно смонтировать самостоятельно, то для пайки понадобится оборудования и приличный уровень опыта.

Металлопластиковые трубы отопления

 Металлопластиковые трубы универсальны – применяются не только в отоплении, но и в холодном и горячем водоснабжении. Труба имеет послойное строение, состоит из трех слоев – внутреннего, армирующего и наружного.

Внутренний слой выполняется из полиэтилена, армирующий (средний) слой – из алюминия, наружный – из полимера. Армирующий слой выполняет несколько важных функций:

1. Придает прочность одновременно с фиксированной пластичностью;
2. Предохраняет от диффузионного проникновения кислорода;
3. Значительно снижает степень линейного расширения.

Наружное покрытие негативно реагирует на ультрафиолетовые лучи и постепенно разрушается. Поэтому наружная прокладка без защиты не рекомендуется. Внутренняя поверхность гладкая, не склонная к образованию отложений.

Трубы выпускаются в бухтах длиной от 50 м. Рабочая температура составляет величину до 95⁰С (кратковременно – 110⁰ С), давление – до 10 кгс/см². При температурах более 140⁰С труба расслаивается и разрушается. Чем ниже рабочая температура, тем больше срок службы изделия. Заявленный срок службы – 30 лет.

Соединение металлопластиковых труб производится двумя типами фитингов – компрессионными (резьбозажимными) и прессовыми. Прессовые фитинги впоследствии становятся неразборными. Основной материал фитингов – латунь, имеются уплотнения из резины. Монтаж труб этого типа отличается простотой и легкостью, но для прессования фитингов понадобится специнструмент — клещи. Проходное сечение латунных фитингов немного меньше сечения трубы.

Трубы описанной конструкции имеют низкую теплопроводность, не требуют теплоизоляции. Недостатком металлопластиковых труб является высокая стоимость фитингов, их большое гидравлическое сопротивление.

Полипропиленовые трубы

Трубы из полипропилена являются одним из лидеров по популярности при строительстве систем водяного отопления. В отоплении применяются трубы PN25 с армирующим слоем из алюминия или стекловолокна. Наружный и внутренний слои изделия выполнены из полипропилена.

Этот тип труб монтируется с помощью сварочного аппарата (паяльника). Методика пайки относительно проста, ее может освоить практически каждый. Труба из ПП не имеет пластичности, но обладает малым весом и имеет широкий выбор типоразмеров.

Трубы из полипропилена PN25 имеют рабочую температуру до 95⁰С, давление – до 25 кгс/см². Срок службы – 50 лет, при высоких значениях температуры и давления этот показатель уменьшается.

Фитинги системы изготовлены из полипропилена, при пайке получается однородное соединение, обладающее высочайшей герметичностью и прочностью. Фитинги имеют полнопроходное сечение и малое сопротивление – то есть оптимальны с точки зрения гидравлики.

Стоимость полипропиленовых труб сопоставима с другими полимерными трубопроводами. Но фитинги обладают очень низкой стоимостью (не в ущерб надежности). Трубопроводы не требуют тепловой изоляции, не рекомендованы для прокладки под солнечными лучами.

Трубы из сшитого полиэтилена для отопления

Сшитый полиэтилен, в отличие от ПНД и ПВД (полиэтилена низкого и высокого давления), обладает повышенными температурными показателями, не разрушается под воздействием ультрафиолета. Это обусловлено наличием увеличенного количества связей (сшивки) в структуре материала.

Степень сшивки материала имеет различные значения (от 60%), от нее напрямую зависят технические показатели изделия. Рабочая температура заявляется в 90⁰С, при этом рабочее давление теплоносителя не должно превышать 6 кгс/см² (при 80⁰С – 8 кгс/см², при 70⁰С – 10 кгс/см²). Номинальное давление составляет 16 кгс/см². Труба может быть однослойной и многослойной. Труба имеет максимальное тепловое расширение среди всех полимерных изделий. Для уменьшения величины теплового расширения выпускаются армированные алюминием изделия.

Сборка сетей из сшитого полиэтилена производится компрессионными и запрессовочными (прессовыми, обжимными) фитингами из латуни или высокопрочного пластика. Этот тип труб наиболее применим в автономных системах отопления, имеющих невысокую рабочую температуру, в низкотемпературных комплексах водяных теплых полов.

Выбор трубопроводов для систем отопления важен с точки зрения максимального срока эксплуатации, хороших показателей надежности и гидравлики, низкой стоимости. Здесь можно выделить самые дорогие и надежные трубы – медные и нержавеющие, средний сегмент – практически все полимерные (пластиковые) трубы, и наиболее слабый вариант – простая сталь.

Источник: greypey.ru

Влияние типа и размера трубы на работу системы

Так ли уж важен диаметр трубы? Как показывает практика, чрезвычайно! От него зависит ряд факторов, обеспечивающих высокий КПД всего контура:

• Пропускная способность и коэффициент теплоотдачи. Т.е. общий объём теплоносителя, находящегося в магистрали в определённый период времени и подлежащего нагреву.
• Давление теплоносителя в контуре, температура и скорость его движения.
• Гидравлические потери, возникающие на участках стыковки труб и элементов различного сечения. Чем больше подобных переходов, тем значительнее потери.
• Уровень шума теплосистемы.

Выделяют несколько видов диаметра:

• Внешний. Учитывает сечение внутренней полости и толщину стенок трубы. Используется при проектировании теплосистемы.
• Внутренний. Отражает значение поперечного сечения внутренней полости трубы. Определяет пропускную способность трубопровода.
• Номинальный (условный). Представляет собой усреднённое значение внутренних диаметров, полученное в результате вычислений.

Чтобы теплосистема работала полноценно, кроме сечения труб, следует учитывать ещё ряд факторов:

• Свойства теплоносителя, в качестве которого выступает вода, антифриз или пар.
• Материал, из которого изготовлены трубы.
• Скорость движения теплоносителя.
• Тип системы отопления: одно- или двухтрубная.
• Тип циркуляции: естественная или принудительная.

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.

Нержавейка не нуждается в окрашивании и не подвержена коррозийным процессам, что существенно продлевает срок эксплуатации самих труб и отопительного контура в целом.

• Медь.

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.

Высокая теплопроводность меди для предотвращения теплопотерь требует обустройства изоляционных рукавов, однако она же делает его незаменимым материалом для систем «тёплых полов».

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.

Полипропиленовые аналоги должны содержать в структуре «антидиффузный слой», предотвращающий завоздушивание контура.

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.

Оптимальный размер, температура и давление

При обустройстве небольшого отопительного контура стандартного типа некоторые рекомендации специалистов позволят обойтись без сложных вычислений:

• Для трубопроводов с естественной циркуляцией носителя рекомендуется использовать трубы с внутренним сечением в 30-40 мм. Увеличение параметров грозит необоснованным расходом теплоносителя, снижению скорости его движения и падением внутриконтурного давления.
• Слишком малый диаметр труб вызовет перегруз внутри магистрали, что может спровоцировать её прорыв в местах соединительных элементов.
• Чтобы обеспечить необходимую скорость движения теплоносителя и нужное давление внутри контура с принудительной циркуляцией, предпочтение отдаётся трубам с сечением не более 30 мм. Чем больше сечение трубы и длиннее магистраль, тем мощнее выбирается циркуляционный насос.

Важно! Обустройство эффективной теплосистемы предполагает использование на разных участках магистрали труб различного сечения.

Уровень рабочего давления контура не должен превышать предел устойчивости:

• встроенного в котёл теплообменника (max — 3 атм или 0,3 Мпа);
• или 0,6 Мпа (при радиаторной схеме).

Оптимальным для теплосистем с циркулярным насосом считается показатель в диапазоне от 1,5 до 2,5 атм. В условиях естественной циркуляции – от 0,7 до 1,5 атм. Превышение норматива неизбежно станет причиной аварии. Чтобы контролировать уровень давления в теплосистемах обустраиваются расширительные баки и манометры.

Автономное отопление позволяет регулировать температуру теплоносителя самостоятельно в зависимости от сезона и индивидуальных потребностей жильцов дома. Оптимальной считается температура в диапазоне от 70 до 80⁰C, в паровых теплосистемах – 120-130⁰C. Наилучшим решением станет использование газовых или электрических котлов, позволяющих контролировать и регулировать нагрев контура, чего не скажешь о твердотопливном оборудовании.

Конструктивные особенности отопительных систем также предопределяют особенности температурного режима:

• максимальный нагрев носителя в одноконтурной разводке — 105⁰C, в двухконтурной — 95⁰C.
• в пластиковых трубопроводах температура носителя ограничивается 95⁰C, в стальных — 130⁰C.

Разница температуры между подачей и обраткой – 20⁰C.

Мощность котла и контура

На эффективность работы котла, выполняющего одну из ключевых ролей в теплосистеме, влияет не только диаметр труб, но и:

• вид используемого топлива;
• месторасположение котла (вынос котельного блока за пределы дома требует повышенной мощности, большего сечения и утепления магистрали на участке вне помещения);
• уровень теплоизоляции внешних стен дома;
• использование отопительного контура для горячего водоснабжения.

Выбирая котёл, следует учитывать вышеозначенные факторы и делать запас мощности в 1,5-2 раза.

Методики расчета

Как рассчитать диаметр труб отопления? Существует несколько методик:

1. По специальным таблицам. Однако их использование всё равно предполагает проведение предварительных вычислений: мощности теплосистемы, скорости движения теплоносителя, а также теплопотерь по ходу магистрали.
2. По тепловой мощности.
3. По коэффициенту сопротивления.

Что нужно знать для расчета

Для проведения расчёта потребуются следующие данные:

• Потребность в тепле (тепловая мощность) всего дома и каждого помещения в отдельности;
• Суммарная мощность используемых отопительных приборов (котла и радиаторов).
• Тепловая нагрузка на отдельные участки контура.
• Суммарные теплопотери дома и каждой комнаты по отдельности в максимально холодный зимний период.
• Значение сопротивления. Оно определяется по схеме разводки, длине магистрали, количестве и форме изгибов, соединений, поворотов.
• Общий объём теплоносителя, загружаемый в тепломагистраль.
• Скорость движения потока.
• Мощность циркуляционного насоса (для отопления принудительного типа).
• Давление в магистрали.

Расчёт сечения труб для теплосистем с принудительной циркуляцией воздуха:

Порядок расчета

1. Вычисление требуемой тепловой мощности.
2. Определение скорости циркуляции носителя в теплосистеме.
3. Расчёт сопротивления отопительного контура.
4. Вычисление необходимого сечения трубопровода.
5. Вычисление оптимального диаметра отопительного коллектора (при необходимости).

Вычисление тепловой мощности системы

Способ 1. Самый простой способ расчёта тепловой мощности базируется на установленном нормативе в 100 ватт на 1м² помещения. Т.е. при площади дома в 180м², мощность отопительного контура составит 18000 ватт или 18 кВт (180×100=18000).

Способ 2. Ниже приведена формула, позволяющая откорректировать данные с учётом запаса мощности на случай сильных морозов:

Однако данные методики характеризуется рядом погрешностей, т.к. не учитывает спектр факторов, влияющих на теплопотери:

• высоту потолков, которая может варьироваться в диапазоне от 2 до 4 и более метров, а значит, объём отапливаемых помещений даже при одинаковой площади не будет постоянным.
• качество утепления фасада дома и процент потерь тепла через внешние стены, двери и окна, пол и крышу;

• теплопроводность стеклопакетов и материалов, из которых построен дом.

• Климатические условия регионов.

Способ 3. Представленный ниже метод учитывает все необходимые факторы.

1. Подсчитывается объём дома целиком или каждой комнаты по отдельности по формуле:

V = h×S,

где:

• V – Объём обогреваемого помещения.
• h – Высота потолков.
• S – Площадь обогреваемого помещения.

2. Рассчитывается суммарная мощность контура:

Часто применяется и следующая формула:

При этом региональный поправочный коэффициент берётся из следующей таблицы:

Поправочный коэффициент теплопотерь (К) напрямую зависит от теплоизоляции здания. Принято пользоваться следующими усреднёнными значениями:

• При минимальной теплоизоляции (типовая деревянная или металлоконструкция из тонкого листа) в расчёт берётся коэффициент в диапазоне от 3 до 4;
• Одинарная кирпичная кладка – 2-2,9;
• Средний уровень утепления (двойная кирпичная кладка) – 1-1,9;
• Высококачественная теплоизоляция фасада – 0,6-0,9.

Скорость воды в трубах

Равномерность распределения тепловой энергии по элементам контура зависит от того, с какой скоростью движется жидкость, и чем меньше диаметр трубопровода, тем быстрее происходит его перемещение. Существуют ограничения скоростных показателей:

• не меньше 0,25 м/сек, иначе в контуре образовываются воздушные пробки, препятствующие движению теплоносителя и провоцирующие потери тепла. При недостаточном напоре воздушные пробки не дойдут до установленных кранов Маевского и воздухоотводчиков, а, значит, они будут бесполезны;
• не более 1,5 м/сек, иначе циркуляция носителя сопровождается шумом.

Эталонный показатель скорости потока — от 0,36 до 0,7 м/сек.

На это следует ориентироваться, выбирая подходящее сечение труб. Посредством установки циркуляционного насоса появляется возможность контролировать циркуляцию теплоносителя в контуре, не увеличивая диаметр трубопровода.

Расчёт сопротивления отопительного контура

При расчёте сечения труб по коэффициенту сопротивления, первым делом определяется давление в трубопроводе:

Затем, подставляя значения диаметров труб, подбирается минимальное значение теплопотерь. Соответственно, тот диаметр, который будет удовлетворять приемлемым условиям сопротивления, и будет искомым.

Расчет отопительного коллектора

Если теплосистема предусматривает обустройство распределительного коллектора, то определение его диаметра основано на подсчёте сечений подключаемых к нему трубопроводов:

Расстояние же между патрубками коллектора должно быть равно их утроенному диаметру.

Примеры

Разбираемся на примерах.

Расчет для двухтрубного контура

Дано:

• Двухэтажный дом площадью в 340м².
• Строительный материал – инкерманский камень (природный известняк), характеризуемый низкой теплопроводностью. → Коэффициент утепления дома = 1.
• Толщина стен – 40 см.
• Окна – пластиковые, однокамерные.
• Теплопотери 1 этажа – 20 кВт; второго – 18 кВт.
• Двухтрубный контур с отдельным крылом на каждом этаже.
• Материал труб – полипропилен.
• Температура подачи — 80⁰C.
• Температура на выходе — 60⁰C.
• Дельта температур — 20⁰C.
• Высота потолков – 3 м.
• Регион – Крым (юг).
• Средняя температура пяти самых холодных дней зимы – (-12⁰C).

Расчёт:

1. 340×3=1020 (м³) – объём помещения;
2. 20- (-12)=32 (⁰C) – разница (дельта) температур между помещением и улицей;
3. 1020×1×32/860≈38 (кВт) – мощность отопительного контура;
4. Определение сечения трубы на первом участке от котла до разветвления. Согласно таблице, приведённой ниже, для передачи тепловой мощности в 38 кВт подходят трубы с сечением в 50, 63 или 75 мм. Первый вариант предпочтительнее, т.к. обеспечивает наибольшую скорость движения носителя.
5. Для разводки потока носителя на первый и второй этаж, справочники предписывать трубы с диаметром в 32 мм и 40 мм для мощностей 18 и 20 кВт соответственно.
6. На каждом этаже контур делится на две магистрали с равноценной нагрузкой по 10 и 9 кВт соответственно и сечением в 25 мм.
7. По мере снижения нагрузки вследствие остывания теплоносителя диаметр труб следует уменьшить до 20 мм (на первом этаже – после второго радиатора, на втором – после третьего).
8. Обратная разводка производится в той же последовательности.

Для вычисления по формуле D = √354х(0.86хQ/∆t)/V, берём скорость носителя в 0,6 м/с. Получаем следующие данные √354х(0.86×38/20)/0,6≈31 мм. Это номинальный диаметр трубопровода. Для реализации на практике следует подбирать различные диаметру труб на разных участках трубопровода, которые в среднем сведутся к расчётным данным согласно алгоритму, описанному в пунктах 4-7.

Определение диаметра труб для однотрубной системы с принудительной циркуляцией

Как и в предыдущем случае, расчёт производится по обозначенной схеме. Единственное исключение заключается в действии насосного оборудования, увеличивающего скорость движения носителя и обеспечивающего равномерность его температуры в контуре.

1. Значительное снижение мощности (до 8,5 кВт) происходит только на четвёртом радиаторе, где и осуществляется переход на диаметр в 15 мм.
2. После пятого радиатора происходит переход на сечение в 12 мм.

Важно! Использование труб из другого материала внесут свои коррективы в расчёт, т.к. каждый материал обладает разным уровнем теплопроводности. Особенно принципиально учитывать потери тепла металлического трубопровода.

Особенности расчета сечения металлических труб

Теплосистемы, выполненные из металлических труб, должны учитывать коэффициент потерь тепла через стенки. Особенно это важно при значительной протяжённости трубопровода, когда теплопотери на каждом погонном метре могут иметь катастрофические последствия для конечных радиаторов.

Металл	Коэффициент теплопроводности, Вт/(м×град)
Сталь	45,4
Чугун	62,8
Медь	389,6
Латунь	85,5

Посредством закладывания в энергосистему запаса мощности и правильного выбора диаметра труб удаётся не допустить существенных утечек тепла.

Источник: vseotrube.ru

Стальные трубы для систем отопления

Применение стальных труб для разводки системы отопления загородных домов уходит в прошлое. Помимо того, что они обладают очень хорошей теплопроводностью, что обуславливает огромные потери тепла через поверхность труб, стальные трубы крайне неудобны в эксплуатации. На внутренней поверхности стальных труб в процессе эксплуатации возникает коррозия, которая в частности приводит к уменьшению внутреннего диаметра трубы, что в свою очередь неблагоприятно сказывается на скорости движения теплоносителя по системе отопления. Есть 2 основных способа монтажа стальных трубопроводов — сварка и скрутка с нарезкой резьбы. В современных системах отопления стальные трубы используются как правило при обвязке котельных.

 

Трубы из полипропилена (полипропиленовая система отопления)

На смену стальным трубам все чаще приходят трубы из пластика, в частности трубы из полипропилена. Трубы из полипропилена просты и удобны в монтаже, долговечны, не подвержены коррозии, способны работать в широком диапазоне температур и устойчивы к воздействиям агрессивных сред. Монтаж отопления из полипропилена происходит в результате процесса их сварки, что обеспечивает дополнительную защиту от протечек в местах соединений. Чаще всего трубы из полипропилена, применяют при разводке системы отопления загородных домов, реже в котельных (в случае автоматических котлов, когда нет возможности перегрева теплоносителя). Мы для отопления используем полипропиленовые трубы армированные стекловолокном, выдерживающие давление 25 атм.

Трубы из металлопластика (металлопластиковые трубы)

Металлопластиковые трубы уже достаточно давно известны российскому потребителю. У кого-то от их эксплуатации остались только положительные впечатления, кто-то же наоборот считает их совершенно не приемлимыми для применения в системах отопления загородных домов. Действительно, если разобраться в физике металлопластиковых труб, то можно просмотреть несколько нестыковок. 

В структуре металлопластиковой трубы на первый взгляд, можно увидеть три слоя: пластик-металл-пластик. Из законов физики мы знаем, что коэффициент температурного расширения у металла и пластика различный. В процессе постоянной экплуатации эта разница приводит к расслоению металлопластиковой трубы в местах соединений. Что в свою очередь является следствием образования «течи». На самом деле, это лишь следствие неправильного подбора фитингов. Ведь по рекомендации производителей металлопластиковых труб, в местах их соединения, необходимо использовать пресс-фитинги, а резьбозажимныетолько при подключении к коллекторам. Но некоторые горе-монтажники к сожалению этого не знают.

Вот и получается, что некоторым владельцам загородных домов при правильно смонтированной системе отопления, трубопроводы с использованием металлопластиковых труб доставляют только хлопоты. Мы в своей практике используем металлопластиковые трубы для монтажа теплых полов. Сейчас на рынке появилась разновидность металлопластиковых труб с полипропиленовым покрытием, т. е. эти трубы можно спаивать паяльником, и подходят фитинги для полипропилена.

Медные трубы

Медный трубопровод является лидером среди элитных трубопроводов.
Медные трубы обладают антибактериальными свойствами, выдерживает высокие давления и температуру. Медные трубы не боятся ультрафиолета (как полипропилен), имеет низкий коэффициент теплового расширения. Медный трубопровод на паяных твёрдым припоем выдерживает нагрузки до 40 атмосфер и температуру от -150 до + 400° С, его можно замоноличивать в пол и стены.

 
Медные трубы не подвержены коррозии и имеют низкое гидравлическое сопротивление. Медь универсальна: медные трубы и фитинги одного стандарта применяются для всех видов инженерных коммуникаций-для снабжения водой, газообразным и жидким газом, топливом в холодильных системах, системах отопления, кондиционирования.

Про надёжность применения медных труб говорит тот, факт, что их используют в теплообменнике газовых водонагревателей, тормозных системах автомобилей, гидравлике самолётов. Медь отличается необычайно долгим сроком службы: она не стареет, не портится, — она сохраняет свою первоначальную прочность. Медные трубы и фитинги служат столько, сколько существует само здание. Медные трубы монтируются при помощи пайки или пресс фитингов. Интересно применение медных труб, как элемент дизайна, совместно с медными батареями или Рэтро. Недостатком, является высокая стоимость медной системы разводки. Хотя многие наши клиенты, желающие получить высокую надёжность и долговечность выбирают медные системы отопления.

Нержавеющие трубы

В последнее время появились гофрированные нержавеющие трубы и фитинги (используются в Ю.Корее и Японии более 15 лет).Выдерживают давление до 50 атм., температуру от -40 до +150, противостоит агрессивным средам и не подвержена коррозии. Сочетает в себе пластичность и жёсткость, по отношению к внешним механичеким воздействиям, не боится гидроударов и разморозки. 

Легко и быстро монтируется. Можно прятать в пол или стены. Высокая теплоотдача. Соединяется с помощью специальных фитингов. Используется для систем тёплого пола и стен, обвязки: калориферов, теплообменников, кондиционеров, котельных, систем пожаротушения, разводки системы отопления. Из неё даже делают отопительные приборы, в виде змеевиков и полотенцесушителей. У одного нашего клиента большая часть отопительных приборов сделана из гофрированной нержавейки. Плюс недорогая система. Минус все соединения с помощью фитингов не должны быть спрятаны в пол или стены. Мы используем её в обвязках оборудования и при лучевой разводке системы отопления.

Правильно подобрать материалы и оборудование, рассчитать систему отопления, скомплектовать по оптовым ценам и произвести монтаж, могут специалисты нашей компании.
ЗВОНИТЕ: +7 (391) 288 02 48

Источник: kras-kotel.ru

№1. Какими должны быть трубы отопления?

Назначение труб отопление понятно даже ребенку. Они должны транспортировать горячую воду от котла, каким бы он ни был, к радиаторам. Это очень ответственная деталь системы отопления, от качества исполнения которой зависит не только наш комфорт, но и безопасность.

К трубам отопления выдвигается такой минимальный набор требований:

• прочность и долговечность. В течение всего срока службы трубы должны сохранять целостность. При возникновении небольших повреждений и проникновении сквозь них кислорода трубы могут начать ржаветь изнутри и засоряться. Большие повреждения приведут к утечкам теплоносителя, а это, в большинстве, случаев горячая вода. Последствия всего этого могут быть катастрофическими;
• невысокая шумность в работе, ведь постоянно слушать звуки бурления воды – испытание для нервной системы;
• эстетичность. Не всегда есть возможность спрятать трубы в стены или замаскировать их, поэтому они не должны пугать своим видом и тем более портить интерьер.

№2. Что учитывать при выборе труб отопления?

Нет универсальных труб, которые бы одинаково хорошо функционировали в разных помещениях. Чтобы подобрать лучшие трубы для отопления, т.е. наиболее оптимальные и подходящие в конкретных условиях, необходимо принять во внимание такие факторы:

• температура и давление в системе, которые во многом зависят от того, какое отопление используется, индивидуальное или централизованное. В индивидуальных системах давление редко превышает 2-3 атмосферы, а в централизованных может подниматься до 16 атмосфер;
• тип прокладки труб, наружный или скрытый;
• суммарная площадь отапливаемого жилья;
• проектная мощность котла и тип топлива (для частных домов);
• условия функционирования трубопровода. Имеется в виду наличие на отдельных участках неотапливаемых помещений;
• возможность проведения ремонта.

Все характеристики труб зависят от материала их изготовления – это важнейший параметр, который необходимо учитывать при выборе.

№3. Материал труб отопления: основные виды

В жилых помещениях используют такие виды труб отопления:

• стальные;
• из нержавеющей стали;
• медные;
• полиэтиленовые;
• полипропиленовые;
• металлопластиковые.

Некоторые из них (стальные) уже отживают свое, другие (полипропиленовые) только покоряют рынок, но производятся и используются сегодня все перечисленные типы труб, ведь системы отопления сильно отличаются и требуют индивидуального подхода при обустройстве.

№4. Стальные трубы для отопления

Стальные трубы до некоторых пор были самым популярным и практически единственным вариантом организации отопительной системы. Время шло, появились достойные альтернативы, но при этом стальные трубы до сих пор устанавливаются, правда, преимущественно в частных домах. Производят их из качественной углеродистой стали.

Основные достоинства:

• прочность, надежность, высокая устойчивость к гидроударам, скачкам давления и температуры в системе. Материал не боится механических повреждений;
• низкий коэффициент температурного расширения, поэтому обходиться можно и без компенсаторов;
• высокая теплопроводность;
• доступная стоимость по-прежнему остается одной из основных причин выбора данного типа труб.

 Минусы:

• невысокая коррозионная стойкость. Постепенно трубы начинают зарастать, их пропускная способность падает. Более того, коррозионные процессы могут привести к образованию протечек и выходу трубы из строя. Чтобы этого избежать, рекомендуют защищать поверхность трубы методом цинкования;
• большой вес и габаритность;
• сложный монтаж. Отдельные элементы соединяются в систему с помощью сварки. Если нет навыков работы со сварочным аппаратом, то для выполнения монтажных работ понадобится помощь профессионалов. Сварка – это еще и высокая вероятность повреждения предметов и поверхностей, находящихся поблизости. Альтернативный вариант – резьбовое соединение отдельными элементами, но нарезка резьбы – это не менее кропотливое и трудоемкое занятие. К тому же, придется столкнуться с многочисленными муфтами, уголками и тройниками, от качества установки которых зависит главное – целостность всей системы;
• материал проводит блуждающие токи, которые повреждают внутреннюю поверхность труб.

№5. Нержавеющие трубы для отопления

Гофрированные трубы из легированной нержавеющей стали лишены многих недостатков стального аналога. Их используют для обустройства систем отопления в новых домах, а также для реконструкции отопительной системы в старых, большую популярность они приобрели в обустройстве теплых полов, горячего и холодного водоснабжения. Столь широкая сфера применения объясняется главной особенностью данного вида труб – способностью гнуться.

Преимущества:

• нержавеющие гофрированные трубы устойчивы к коррозии, не собирают на стенках накипь, долговечны;
• стойкость к гидроударам и внешним механическим воздействиям;
• незначительное температурное расширение;
• гибкость, причем гнется такая труба практически без уменьшения внутреннего диаметра. Это удобно, когда пространство для монтажа системы отопления ограничено. Кроме того, сложные в плане конфигурации системы можно устанавливать с минимальным количеством соединений. Данная особенность сделала нержавеющие трубы очень популярными при обустройстве водяных теплых полов;
• высокая теплоотдача;
• относительно несложный монтаж;
• широкая сфера использования.

Минус, как можно догадаться, только один – стоимость, но она окупается долговечностью и простотой монтажа. Еще одна неприятная особенность – невысокая долговечность уплотнительных колец, около 30 лет.

№6. Медные трубы для отопления

Продолжим изучение металлических труб отопления. Медные трубы начали использоваться еще в XVII и активно применяются до сих пор, несмотря на появление более дешевых вариантов.

Преимущества:

• долговечность, сравнивая со сроком службы зданий. Медные трубы и фитинги не теряют своих качеств в течение 100 лет и более;
• устойчивость к коррозии, высокая герметичность, отсутствие способности пропускать воздух и накапливать отложения на внутренней поверхности, поэтому с годами пропускная способность труб не уменьшается;
• высокая теплопроводность;
• устойчивость к перепадам температур (диапазон рабочих температур от -200 до +500⁰С) и скачкам давления в системе;
• эстетичный внешний вид.

Основной минус – высокая цена. Мало того, что сам материал дорогой, так еще и основные производители сосредоточены за пределами страны. Если же принять во внимание долговечность материала и отсутствие проблем в ближайшие 100 лет, то стоимость не выглядит таким уж весомым недостатком. Если вопрос выбора труб отопления не упирается в бюджет, то лучшим вариантом станут медные трубы. Процесс монтажа специфический, поэтому лучше обратиться за помощью к профессионалам.

Чтобы система отопления прослужила много лет, лучше не комбинировать медные трубы со стальными нелегированными. Последние будут очень быстро ржаветь. Если же такой комбинации не избежать, то пусть стальные трубы будут находиться перед медными по направлению движения воды.

№7. Полипропиленовые трубы для отопления

Полипропиленовые трубы изготавливают на основе полимеров, существует несколько видов таких труб, но в системе отопления обычно применяют трубы PPs из специального пропилена. Материалы группы термопластов, к которым и относятся все типы полипропиленовых труб, неустойчивы к высоким температурам, поэтому для систем отопления необходимо брать только армированные трубы, причем желательно стекловолокном. Так, например, трубы типа PN25 имеют армирование, выдерживают давление в системе до 25 атм и температуру +95⁰С с кратковременным повышением до +120⁰С.

Преимущества:

• относительно длительный срок эксплуатации. Если верить производителям, долговечность достигает 50 лет;
• устойчивость к коррозии. Внутренняя поверхность труб остается гладкой в течение всего срока эксплуатации, не ухудшая пропускную способность. Благодаря герметичности кислород не проходит внутрь системы и не повреждает ее металлические элементы;
• высокая механическая прочность;
• небольшой вес;
• стойкость к низким температурам. Если в трубе замерзла вода, за целостность можно не переживать – благодаря способности расширятся материал не будет поврежден и после оттаивания примет первоначальную форму;
• герметичное соединение, которое обеспечивается специальными фитингами и сваркой;
• относительно несложный процесс монтажа. Для соединения отдельных элементов фитингами используют специальный сварочный аппарат, который в народе часто называют утюгом и паяльником. На сварку стыка уходит несколько секунд, а научится работать аппаратом несложно;
• невысокий уровень шума при движении воды по трубам, особенно если сравнить с металлическими аналогами;
• полная безвредность для здоровья;
• относительно низкая цена. Полипропиленовые трубы обойдутся дешевле, чем металлопластиковые или нержавеющие.

Среди недостатков:

• невозможность использовать в пожароопасных помещениях;
• высокое линейное расширение оборачивается необходимостью использования компенсаторов.

Часто к недостаткам причисляют невысокую термостойкость, низкую жесткость и неустойчивость к гидроударам. Это объясняется неправильным выбором полипропиленовых труб. Для систем отопления необходимы только армированные изделия, которые не провисают, выдерживают высокую температуру и давление. Кроме того, большое значение имеет процесс производства: при нарушении технологии выходят трубы ненадлежащего качества, поэтому предпочтение лучше отдавать проверенным именитым производителям.

№8. PEX-трубы, или трубы из сшитого полиэтилена

За счет особой технологии производства в структуре полиэтилена появляются новые молекулярные связи, которые и обеспечивают дополнительную прочность и прочие полезные свойства. Сегодня такие трубы используются не только в системах отопления, но и при монтаже теплых полов, а также при обустройстве системы горячего водоснабжения.

Преимущества:

• стойкость к коррозии;
• прочность наряду с достаточной гибкостью;
• долговечность до 50 лет;
• возможность выдерживать температуру теплоносителя до 120⁰С, перепады температуры и давления;
• незначительный вес.

Из минусов выделим высокую цену на сами трубы и фитинги и необходимость наличия специального оборудования для монтажа, поэтому используются они достаточно редко.

№9. Металлопластиковые трубы для отопления

Металлопластиковые трубы многие называют наиболее сбалансированными по соотношению цена/качество. Такая народная любовь имеет под собой серьезные основания. Изделие производят на основе полиэтилена и алюминиевой фольги: внешний и внутренний слой – это пластик, посредине находится фольга, которая играет роль каркаса и придает конструкции жесткость, а связывает все слои клей с высокими показателями адгезии к металлу и пластику. Подобное строение позволяет говорить о массе преимуществ:

• устойчивость к коррозии, ведь теплоноситель контактирует только с пластиком;
• внутренний слой гладкий и не накапливает отложения;
• герметичность и непроницаемость кислорода, поэтому металлические детали системы будут в безопасности;
• материал хорошо гнется, поэтому можно легко создать эффективную систему отопления даже в помещениях сложной конфигурации. Более того, продают трубы в бухтах по 50-500 м, поэтому одним отрезком можно выстроить систему отопления в больших пространствах, а чем меньше мест соединения, тем меньше вероятность протечки;
• долговечность до 50 лет;
• относительно несложный монтаж;
• материал не передает блуждающий ток.

Минусы:

• неустойчивость к механическим нагрузкам и открытому огню;
• низкая устойчивость к ультрафиолетовым лучам, поэтому лучше использовать защиту в виде гофротрубы;
• цена в два раза выше, чем на полипропиленовые трубы.

Также стоит отметить такое свойство, как отсутствие линейного расширения. С одной стороны, можно смело вмуровывать трубы в стены, не боясь повредить будущую отделку. С другой стороны, если теплоноситель замерзнет, материал не выдержит нагрузки и порвется. Это хороший вариант для постоянно отапливаемых посещений.

Соединять элементы можно посредством разъемного, условно разъемного или неразъемного фитинга. Для последнего необходимо специальное дорогое оборудование, а при монтаже резьбового фитинга требуется большая осторожность, так как гайкой можно повредить трубу.

№10. Так как трубы отопления лучше выбрать?

Если предполагается самостоятельный монтаж всей системы отопления, то лучше брать полипропиленовые трубы. Они дешевые, все соединения выходят полностью герметичными, а работать специальным сварочным аппаратом по полипропилену быстро научится даже тот, кто имеет минимальный строительный опыт. Больше времени уйдет не на монтаж, а на расчет и подготовительные работы. Главное, приобрести армированные стекловолокном полипропиленовые трубы и краны из нержавеющей стали, и вся система будет работать долго и надежно.

Металлопластиковые трубы – также неплохой вариант. Они, хоть и стоят дороже, но для монтажа не потребуются никакие специфические инструменты – только гаечный ключ, но соединение со временем рискует потерять герметичность.

Если располагаете средствами, то хорошим вариантом станут трубы из нержавеющей стали. Еще дороже обойдутся медные трубы, но они того стоят.

№11. Диаметр труб отопления

Трубы, выполненные из разного материала, представлены в различном диаметре. Чтобы подобрать наиболее подходящее значение, необходимо изучить всю схему отопительной системы и попросить помощи специалистов. Приблизительный диаметр можно рассчитать самостоятельно. Учитываются такие параметры, как площадь помещения, от которой зависит тепловая мощность, и скорость движения теплоносителя.

Многие ошибочно думают, что чем больше диаметр трубы, тем выше эффективность системы. На самом деле при выборе слишком больших труб давление в системе снижается, и отопление и вовсе пропадает – теплая вода не может обогнуть всю систему трубопровода и радиаторов. Чем меньше диаметр, тем выше скорость потока воды. В идеале скорость должна быть выше, чем 0,2 м/с, но меньше 1,5 м/с, иначе процесс циркуляции теплоносителя будет слишком шумным.

Диаметр выбирают на основе расчета требуемой тепловой мощности. Для комнат с высотой потолков до 3 м на каждый 1 м² необходимо 100 Вт энергии. Для комнаты площадью 20 м², например, необходимо 2000 Вт тепловой мощности, сюда стоит добавить 20% запаса, получаем 2400 Вт. Данная тепловая мощность обеспечивается одним или двумя радиаторами, если окон в комнате два – под каждое окно. По таблице смотрим, что для покрытия этой мощности необходимы трубы с внутренним диаметром 8 мм, но подойдут и 10 мм. Конечно, это все условные расчеты, но сориентироваться в бюджете на покупку труб они помогут.

Напоследок отметим, что на трубах отопления лучше не экономить – это убережет от многочисленных проблем. Отлично зарекомендовала себя продукция таких производителей, как Akwatherm, Rehau, Banninger, Wefatherm, FV-Plast.

Источник: remstroiblog.ru