Трубы для отопления: материал, расчет диаметра и монтаж

Трубы систем отопления проводят горячую воду от котла к отопительным приборам и обратно. Они переносят тепловую энергию и обеспечивают комфортную температуру во всем доме. В зависимости от условий использования, трубы могут быть изготовлены из различных материалов. Какие это могут быть материалы, как могут быть уложены трубы и как производится расчет их диаметра – об этом пойдет речь ниже.

Трубы отопления из различных материалов в сравнении

Сталь, медь или пластик. Для проведения трубопроводов систем отопления сегодня используются трубы из различных материалов.

Стальные трубы в отопительной технике

Стальные трубы представлены большим ассортиментом диаметров и подходят для широкого спектра применений. В то время как системы с соединением под пресс просты в монтаже, сварные стальные трубы обеспечивают высокую надежность. В зависимости от требуемых качественных показателей для систем отопления используются преимущественно резьбовые трубы, бесшовные и сварные стальные трубы. Они выгодны в ценовом отношении и могут применяться при более высоком давлении и температуре до 120 градусов Цельсия. Недостатком многих видов стальных труб является риск наружной коррозии. По этой причине их не рекомендуют применять в системах отопления, требующих постоянных или частых подпиток, а также в системах холодного и горячего водоснабжения (для этих систем допускается применение стальных оцинкованных или эмалированных труб).

Медные трубы для отопления Трубы для отопления - медные

Применение медных труб характерно для небольших систем отопления. Они могут быть легко и быстро смонтированы с помощью, соединения под пресс или пайки, однако при температурных колебаниях расширяются сильнее, чем стальные трубы. Трубы из меди устойчивы к коррозии. При контакте с водой они окисляются и не ржавеют в отличие от стальных труб. Они представлены во многих диаметрах и подходят для температур до 100 градусов по Цельсию и рабочему давлению до 25 бар.

Пластиковые трубы для отопления

Трубы для отопления - пластиковыеЕсли температура теплоносителя в системе отопления не будет превышать 80 градусов Цельсия, а избыточное давление – 10 атм., можно использовать и пластиковые трубы. Они просты в обработке, устойчивы к коррозии и имеют очень гладкие поверхности. Тем самым обеспечиваются низкие потери на трение и энергосберегающая транспортировка горячей воды. Недостатком пластиковых труб являются высокое тепловое удлинение и тот факт, что они в определенной степени проницаемы для кислорода. Устранить этот недостаток помогут диффузионноплотные полимерные или металлопластиковые трубы. Металлопластиковые трубы представлены в различных диаметрах, они подходят для укладки в стяжке или под плинтусом.

Виды разводки труб отопления

В зависимости от того, как укладываются трубы в доме или квартире, различают кольцевую и лучевую разводку.

Кольцевая разводка труб

В этом случае трубы отопления идут от одного или нескольких стояков последовательно ко многим радиаторам в одном помещении или на одном этаже. При этом они обычно размещаются в цементно-песчаной стяжке пола или в проделанной в стене борозде.

Лучевая разводка труб

При лучевой разводке все отопительные приборы в квартире или на этаже подключаются индивидуально. Трубы отопления идут от центрального коллектора к каждому радиатору или конвектору. Так как количество труб при лучевой разводке значительно увеличивается, то их монтаж производится исключительно в стяжке пола.

Теплоизоляция труб предотвращает ненужные потери тепла

Если трубы системы отопления проходят транзитом через неотапливаемые помещения, то они часто сами превращаются в источник обогрева. При этом дорогостоящее тепло бесполезно расходуется на обогрев подвалов или кладовок. Чтобы этого не случилось, трубы нужно теплоизолировать. Как это сделать и на что нужно обратить внимание, мы объясняем в статье "Теплоизоляция труб отопления".

Определение диаметра труб отопления

Диаметр труб системы отопления зависит от того, какой объем воды проходит через них за определенное время работы системы отопления. Такой расчет производится в соответствии с определенными нормами и выполняется специалистом.

Расчет тепловой нагрузки и параметров отопительных приборов

В первую очередь рассчитывают тепловую нагрузку. При этом определяются и суммируются все тепловые потери помещения. Это позволяет узнать количество тепловой энергии, необходимое для поддержания в комнате комфортного тепла даже при очень низких температурах наружного воздуха. А это значение, в свою очередь, является основой для определения параметров отопительных приборов.

Определение температуры воды в системе и ее перепад.

Следующим шагом является определение температуры в системе отопления. При этом речь идет о том: «на сколько» высокой должна быть температура подачи и возврата воды, чтобы в доме было достаточно тепло. В то время как для радиаторов она достигает 90 градусов Цельсия на входе и 70 градусов Цельсия на выходе, для систем напольного отопления температура воды ниже. Важным для расчета труб отопления является так называемый перепад, то есть разница температур между подающим и обратным потоком.

Определение расхода горячей воды

Диаметр труб системы отопления зависит от количества проходящей в них горячей воды. Чем больше воды проходит через трубу, тем больше должен быть ее диаметр. Объем проходящей воды зависит от количества необходимого тепла и перепада температур. Его значение можно определить с помощью следующего уравнения:

• расход воды = тепловая мощность / (теплоемкость воды * температурный перепад)

Пример.
Если перепад температур в системе отопления помещения составляет десять градусов Цельсия, при этом мощность обогрева равна одному киловатту, то расход горячей воды составляет около 85 килограммов в час:
85 кг/ч = 1 кВт * 3600 / [4,19 кДж / (кг * К) * 10 К]
(3600 является коэффициентом преобразования единиц времени (с/ч)).

Расчет диаметра труб

После определения расхода горячей воды можно рассчитать требуемый диаметр трубы. При этом важно, чтобы скорость воды в трубопроводе не превышала гранично-допустимых параметров, так как в противном случае это приведет к более высокому расходу энергии и лишнему шуму. Для труб отопления в жилом помещении установлен предел примерно в один метр в секунду. Наряду с различными расчетными таблицами необходимый диаметр можно определить и при помощи следующего уравнения:

• диаметр = корень из [(объемный расход воды * 4) / (π * скорость)]

Пример.
Если скорость воды в трубопроводе составляет 0,2 метра в секунду, то расчетный диаметр равен двенадцати миллиметрам:
корень из [(0,085 м³/ч * 4) / (3,14 * 0,2 м/с) * 3600)]
(3600 является коэффициентом преобразования единиц времени с/ч)).

Гидравлический расчет системы и правильный подбор диаметров трубопроводов обеспечивают оптимальную с точки зрения желаемого обогрева и энергосбережения циркуляцию воды во всем доме.

Выводы

Трубы системы отопления предназначены для циркуляции нагретой воды по всему зданию. Они могут быть изготовлены из различных материалов и должны иметь теплоизоляцию в неотапливаемых помещениях. Необходимый диаметр зависит от количества подаваемого тепла и температурного перепада циркуляционной воды.