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.
Создание системы отопления из металлопластиковых труб
Обустройство отопления из металлопластиковых труб своими руками характеризуется простотой и удобством. Прочное и надежное соединение обеспечивают при помощи пресс фитингов или резьбовых соединений. Какие из них следует выбрать в том или ином случае, зависит от навыков мастера и наличия нужных инструментов.
Монтажные работы по прокладке систем отопления из таких труб производятся поэтапно:
- Используя ножницы для резки металла, отрезают кусок трубы требуемых параметров.
- Убирают острые кромки, которые имеются внутри или по краям изделия, применяя круглый напильник для работ по металлу. Это позволит не допустить повреждения уплотнительного кольца.
- Для уплотнения используют резинку, которую устанавливают на штуцер фитинга. Чтобы ее не повредить в процессе монтажа, трубу нужно развальцевать калибратором. Потом на изделие устанавливают зажимной хомут и гайку.
- На заключительном этапе выполняют окончательный зажим элементов, выровняв их предварительно.
С чего начать выбор труб
В настоящее время в магазинах нет недостатка в трубах всех возможных видов, материалов изготовления, размеров и стран происхождения. Конечно, огромный выбор даёт значительные преимущества при подборе элементов трубопровода, однако мастеру, впервые столкнувшемуся с этой задачей, легко запутаться.
Стоит учесть, что искать помощи в самих магазинах и у различного рода консультантов иногда бессмысленно: они будут советовать или то, что стоит дороже (объясняя завышенную цену хорошим качеством), или давно лежащий на складе товар, от которого пора избавляться. Поэтому необходимо всё же разбираться самостоятельно.
Для частного дома существуют три варианта отопления: подключение здания к городской коммуникации, создание автономного контура или смешанный вариант. В первом случае проектировка теплоснабжения происходит по общим правилам, во втором и, отчасти, в третьем – по индивидуальной схеме.
Трубы отопления для частного дома подобраны неверно, если:
- их диаметр не соответствует требованиям сети;
- обустроенная система не охватывает всего здания;
- размер или количество изделий не отвечает рабочей мощности нагревательного котла;
- котел не соответствует виду используемого топлива.
Кроме того, частая причина холода в доме – неправильно выполненная теплоизоляция.
В целом любой контур отопления индивидуального жилья может быть одного из двух типов:
- Открытый.
- Скрытый.
В зависимости от выбранного вида контура, подбираются и трубы, соответствующие ожидаемому температурному режиму работающей системы отопления и сезонному изменению температур.
Для обеспечения максимально комфортных условий жизни встроенные трубы должны быть проложены:
- По наружному периметру постройки.
- Внутри дома, в том числе под полом.
Существует возможность устроить автономный обогревательный контур и в многоквартирных зданиях, причём в работе можно использовать те же расходные материалы и проектные схемы, что в частных постройках.
Критерии выбора — на что обращать внимание?
Подбирая полипропиленовые трубы для системы отопления, нужно принимать во внимание несколько важных параметров
Критерий #1 — рабочее давление
Показывает максимальное рабочее долговременное давление при температуре 20°С, на которое рассчитана труба. Обязательно указывается на маркировке изделия после букв PN. К примеру, если после букв стоит цифра 20, это означает, что изделие может работать при давлении в 20 атмосфер. Для отопительных систем желательно выбирать детали, рассчитанные на 25 атмосфер, хотя 20 тоже допустимы.
Конечно, в некоторых случаях изделие сможет выдержать пиковые значения давления, превышающие максимально заявленные, но это кратковременное явление. Кроме того, нужно помнить, что при увеличении температуры теплоносителя у трубы уменьшается прочность на разрыв. Это обязательно нужно учитывать, подбирая детали для системы.
Критерий #2 — температура
На изделии должна быть указана максимальная рабочая температура теплоносителя. Это может быть сделано в виде маркировки с четко прописанной величиной, например, «90С». Либо должно присутствовать указание на то, что деталь предназначена для транспортировки горячей жидкости.
Полипропиленовые трубы для отопления снабжаются маркировкой, на которой обязательно указывается максимально допустимое рабочее давление, температура теплоносителя, состав пластика, наличие и тип армирующего материала, и другие важные сведения
Критерий #3 — армирование
Очень желательно, поскольку уменьшает коэффициент теплового расширения деталей и увеличивает их прочность на разрыв. Как определить, что лучше, армирование стекловолокном или алюминием? Специалисты утверждают, что в целом параметры труб одинаковы
Стоит обратить внимание на производителя. Если это известная компания, можно выбирать любой вариант. Если изделие неизвестного покупателю производителя, то лучше предпочесть стекловолокно или композит
Такие детали сложнее испортить, они в любом случае прослужат долго
Если изделие неизвестного покупателю производителя, то лучше предпочесть стекловолокно или композит. Такие детали сложнее испортить, они в любом случае прослужат долго.
Критерий #4 — диаметр
Диаметр труб для отопительной системы подбирается в соответствии с величинами, полученными в результате гидродинамических расчетов. Их цель – подобрать для различных участков системы отопления детали с минимально возможным диаметром. При этом обязательно учитывается общая схема отопления, рабочее давление и температура теплоносителя. В системах центрального отопления обычно используются трубы диаметром 25 мм, тогда как в автономных системах эта величина может варьироваться.
Для конструкций теплого пола применяются детали, чей диаметр не превышает 16 мм. В целом диаметр полипропиленовых труб подбирается индивидуально для каждой ветки отопления. При этом учитываются следующие нюансы:
- Внутреннее сечение подводки не может быть меньше внутреннего сечения стояков.
- Толщина стенок полипропиленовых труб больше, чем у стальных деталей.
- Для врезки радиаторов в разводку обычно используются элементы диаметром 26 или 20 мм.
На фотографии представлены полипропиленовые трубы для отопления, армированные алюминием и стекловолокном. Их характеристики и стоимость примерно одинаковы. Преимуществом материала со стекловолокном считается отсутствие необходимости проводить зачистку деталей перед сваркой
Критерий #5 — «правильные» производители
Как показывает практика, для обустройства отопительной системы чаще всего предпочитают трубы немецких марок aquatherm GmbH (https://agpipe.ru/plastikovye-truby-dlya-otopleniya/polipropilenovie_trubi_dlya_otopleniya), Rehau, Banninger и Wefatherm. Так же хороши и детали от чешских производителей FV-Plast и Экопластик. Демократичный по стоимости и вполне достойный по качеству вариант – турецкие трубы марок Jakko, Firat, Vesbo, Pilsa, Kalde и TEBO
Среди китайских деталей внимание стоит обратить на изделия Dizayn и Blue Ocean. Из отечественных производителей достойная по качеству продукция у компаний Политек, Santrade, Heisskraft, PRO AQUA и РВК
Особенности выбора труб для отопления в квартире многоэтажного дома
Материал для монтажа системы отопления выбирают, исходя из следующих соображений:
- надежность и безопасность;
- удобство установки;
- месторасположение в квартире;
- стоимость материалов и монтажных работ.
Надежность и безопасность
Это главные критерии для выбора: материал является одной из важных характеристик, оказывающих влияние на стабильную работу системы отопления без возникновения аварийных ситуаций.
Причины, по которым могут произойти аварии:
- Разрушение материала под действием температуры и давления теплоносителя в системе.
- Нарушение герметичности в соединениях.
С точки зрения безопасности, самым надежным считается металлический трубопровод отопления. Все детали и узлы, изготовленные из таких материалов, с запасом выдерживают температуру и давление теплоносителя в системе. В населенных пунктах Крайнего Севера, металлические трубы – единственный и безальтернативный вариант для центрального отопления.
Немаловажный фактор в пользу этого материала состоит в том, что выход из строя элементов системы (например, под действием коррозии) происходит постепенно и может быть своевременно обнаружен, а неполадки устранены без особого ущерба для владельца квартиры. Например, при протечке металлического изделия из-за возникновения свища, его можно временно закрыть хомутом.
Внимание! Пластиковый трубопровод такой возможности не имеет, при его разрушении последствия будут более печальны. Поломки пластиковых конструкций происходят в следующих ситуациях:
Поломки пластиковых конструкций происходят в следующих ситуациях:
- при установке контрафактной продукции (подделок);
- при несоответствии характеристик материала значениям температуры и давления в системе;
- при несоблюдении технологии монтажа.
Необходимо помнить:
- Чтобы избежать приобретения подделок, покупать материал следует только у официальных дилеров фирмы-изготовителя.
- Изделия должны быть сертифицированы и рассчитаны на существующую температуру и давление в системе.
- Монтаж следует выполнять в соответствии с официальным руководством по установке (которое имеется на сайте фирмы-изготовителя системы).
Удобство в монтаже
В плане скорости и удобства монтажа вне конкуренции трубопроводы из пластиковых материалов, которые не требуют определенной профессиональной квалификации, быстро и легко устанавливаются, нуждаются в минимуме инструментов для сборки.
Монтаж металлических систем менее удобен, так как более длителен по времени, трудоемок, требует высокой квалификации сварщика.
Самым удачным вариантом для установки является полипропилен. Комплект инструмента для монтажа (сварочный аппарат) недорогой и может быть взят напрокат. Тогда как инструмент для крепления пресс-фитингов на металлопластик имеет более высокую стоимость.
Место в интерьере
Трубы отопления в квартире всегда стараются скрыть, так как они портят своим видом интерьер и могут мешать установить или передвинуть мебель. Их можно спрятать в стены или уложить в стяжку пола.
Если принято решение о скрытой прокладке системы отопления, то выбирать следует конструкции из пластиковых материалов, которые можно и нужно прятать в стены или пол, так как они разрушаются под действием ультрафиолета, содержащегося в солнечном свете.
При этом нужно учитывать, что все скрытые соединения должны быть неразборными (металлопластик должен соединяться пресс-фитингами, а не компрессионными фитингами с накидной гайкой).
Стальные изделия в плане скрытой проводки очень сильно уступают полимерным материалам. Чтобы изогнуть стальную трубу для ее захода в штробу, нужно приложить много усилий, поэтому такие изделия, как правило, прокладывают открыто. Выглядят они непрезентабельно.
Медные и нержавеющие по внешнему виду выигрывают у стальных. Их тоже прокладывают открытым способом, но, в отличие от изделий из стали, они лучше смотрятся в интерьере. В стенах или полу такие трубопроводы обычно не скрывают, для этого существуют более дешевые варианты из полимерных материалов.
Стоимость материалов и монтажных работ
Самыми экономными являются системы из полипропилена – они недорогие, затраты на установку небольшие, поскольку монтаж выполняется быстро.
Чуть выше по стоимости системы отопления из черной стали. Цена материала сравнима с полипропиленом, однако, из-за высокой трудоемкости работ общая стоимость системы окажется выше, чем полипропиленовая.
Системы из металлопластика и сшитого полиэтилена находятся в средней ценовой категории.
Самыми дорогими вариантами являются медь и нержавейка. Цена на материалы превышает в 2-3 раза стоимость полипропилена, монтаж тоже недешев. Такой вариант выбирают, как правило, для воплощения дизайнерских решений.
Однотрубная система
Подобная схема магистрали монтируется из последовательно соединенных отопительных приборов. Прохождение жидкости происходит через каждый элемент системы поочередно, по чуть-чуть производя их обогрев, из-за этого до крайней секции она доходит с температурой несколько заниженной. Если в последнем радиаторе в схеме будет больше секций, на температуру внутри помещения это не окажет отрицательного влияния.
Сейчас имеются такие технологии, которые способствуют улучшению функционирования однотрубной отопительной схемы, это наличие:
- на батареях специальных регуляторов;
- вентилей для балансировки поступающей жидкости;
- клапанов термостатических либо шаровых.
Подобное оборудование применяется для поддержки необходимого температурного режима в помещении.
Часто делают установку отдельного отопления, его монтаж производится по следующим схемам:
- горизонтальной, с наличием насоса, он методом нагнетания перегоняет теплоноситель, обеспечивая его циркуляцию;
- вертикальной — в ней происходит перетекание жидкости естественным образом;
- вертикальной, с применением метода нагнетания, с естественной перегонкой либо комбинированного типа.
Горизонтальную систему, чтобы горячая вода перетекала естественным образом, конструируют под небольшим уклоном. Установка же радиаторов производится на одном и том же уровне. Радиаторы нужно оснастить кранами для спуска воздуха. В эту магистраль насос не устанавливают, потому что теплоноситель перетекает естественным образом.
Выбор критерии
Определяя, какие трубы лучше использовать для отопления квартиры или индивидуального дома, рассматривают их следующие физические и эксплуатационные параметры:
Коррозионная стойкость. Так как в контурах отопления протекает вода или антифриз с ее содержанием, отопительные трубы должны обладать высокой коррозионной устойчивостью.
Прочность. Стандартное давление в отопительной системе не превышает 2-х атмосфер, трубопровод должен легко выдерживать этот напор с запасом в 1,5 – 2 раза.
Температурные характеристики. Температура носителя в контуре отопления редко превышает 70 °С, для теплых полов предельным значением служит показатель около 50 °С. Понятно, что трубопровод должен выдерживать температурные параметры с запасом на случай возникновения экстренных ситуаций – перегрева теплоносителя из-за неполадок автоматики, неисправностей котла.
Теплопроводность. Трубы отопления транспортируют теплоноситель к радиаторам или сами являются теплообменниками, передавая тепловую энергию стяжке полов
В первом случае их теплопроводность не играет важной роли, а ее высокая степень даже нежелательна. При работе в контурах теплых полов наоборот, требуется высокая теплоотдача, поэтому теплопроводность трубопровода должна иметь наивысший показатель
Рис. 2 Удлинение 100 метрового отрезка труб при нагреве на 50 °С
- Коэффициент температурного расширения. Общеизвестно, что все материалы при нагревании в той или иной степени расширяются, особенно это сказывается на полимерах. Если трубы для систем отопления помещают на стены или под насыпную стяжку, необходимо учитывать данную особенность пластиков и выбирать материал с наименьшим линейным коэффициентом.
- Сложность монтажа. Для соединения участков трубопроводов используют разные методы в зависимости от материалов труб, большинство технологий требует применения специального дорогостоящего инструмента и навыков работы с ним.
Также есть методы соединения пластиковых труб съемными фитингами компрессионного типа, где основным инструментом является обычный разводной ключ. А малоизвестной в сантехнике новинкой – пуш-фитингом, можно состыковать два отрезка труб из сшитого полиэтилена в течение пары секунд одним щелчком.
Размеры
При укладке контур теплых полов может быть длиной в 100 и более метров, поэтому важно, чтобы используемый трубопровод имел соответствующий размер во избежание нежелательных стыков под стяжкой. Химическая стойкость. Отопительный трубопровод нередко помещают в стены или стяжку, пропускают по нему антифризы – этиленгликоль, пропиленгликоль
Поэтому одно из основных требований к трубопроводу – стойкость к агрессивным химическим реагентам
Отопительный трубопровод нередко помещают в стены или стяжку, пропускают по нему антифризы – этиленгликоль, пропиленгликоль. Поэтому одно из основных требований к трубопроводу – стойкость к агрессивным химическим реагентам.
Рис. 3 Основные виды монтажа переходных фитингов на трубы: прессовка (для PEX-AL-PEX), компрессионное соединение РЕХ, напрессовка натяжной муфтой (для РЕХ), пайка РР, прессовка тонкостенной нержавейки
Долговечность. Отопительные трубы должны выдерживать продолжительную эксплуатацию (по госстандарту не менее 50 лет), при этом следует учитывать, что для полимеров срок службы в высокой степени зависит от температурных параметров теплоносителя и давления в линии.
Гидравлические характеристики. Внутренние стенки труб для отопления в квартире, индивидуальных постройках, должны иметь низкое гидросопротивление водному потоку, то есть быть идеально гладкими. Это способствует высокой эффективности системы, снижает эксплуатационные расходы (энергопотребление циркуляционного насоса).
Воздухопроницаемость. Находящийся в теплоносителе кислород – сильный окислитель металлов, коррозия разрушает нагревательные элементы, детали котла и стальную арматуру в системе
Поэтому важно, чтобы трубная оболочка не пропускала воздух, данное требование для металлов неактуально из-за их высокой плотности и важно при использовании в отопительном контуре полимерных трубопроводов
Стоимость
Главный критерий, на который сразу обращают внимание при монтаже отопления, именно благодаря более низкой цене изделия из пластика пользуются наиболее высоким спросом у населения
Двухтрубный контур в частном доме
Для начала немного обобщим. Возьмём для примера расчет диаметра труб из полипропилена для отопления в частном доме. В основном для контура применяют изделия сечением 25 мм, а отводы к радиаторам ставят 20 мм.
Благодаря тому, что размер труб для отопления в частном доме, использованных в качестве патрубков к батареям меньше, происходят следующие процессы:
скорость теплоносителя растет;
улучшается циркуляция в радиаторе;
батарея прогревается равномерно, что важно при нижнем подключении.
Также возможны комбинации диаметра основного контура 20 мм и отводов 16 мм.
Чтобы убедиться в вышеуказанных данных, можно провести расчет диаметра труб для отопления частного дома самостоятельно. Для этого потребуются следующие значения:
квадратура помещения.
Зная количество отапливаемых квадратных метров, мы можем рассчитать мощность котла и какой диаметр трубы выбрать для отопления. Чем мощнее нагреватель, тем большего сечения изделия можно использовать с ним в тандеме.
Для обогрева одного квадратного метра помещения потребуется 0,1 кВт мощности котла. Данные справедливы если потолки составляют стандартные 2,5 м;
теплопотери.
Показатель зависит от региона и утепления стен. Суть в том, что чем больше теплопотери, тем мощнее должен быть нагреватель. Чтобы обойти сложные вычисления, которые в приблизительном расчете неуместны, просто нужно добавить 20% к мощности котла, рассчитанной выше;
скорость воды в контуре.
Допускается скорость теплоносителя в диапазоне от 0,2 до 1,5 м/с. При этом в большинстве расчетов диаметра труб для отопления с принудительной циркуляцией принято брать среднее значение в 0,6 м/с.
При такой скорости исключается появление шума от трения теплоносителя об стенки;
насколько остывает теплоноситель.
Для этого от температуры подачи отнимают температуру обратки. Естественно, точных данных вы не можете знать, тем более что находитесь на этапе проектирования.
Теперь сам расчет как подобрать диаметр трубы для отопления. Для этого возьмем формулу, в которой изначально есть две постоянные величины, сумма которых составляет 304,44.
Условный проход контура, возведённый в квадрат = 304,44 х (квадратура помещения х 0,1 кВт + 20%) / теплопотери теплоносителя / скорость потока.
Последнее действие – это извлечение корня квадратного из полученного результата. Для наглядности посчитаем, какого диаметра трубы использовать для отопления частного дома с одним этажом площадью 120 м2:
304,44 х (120 х 0,1 + 20%) / 20 / 0,6 = 368,328
Теперь вычислим корень квадратный из 368,328, что равно 19,11 мм. Перед тем как выбрать диаметр трубы для отопления, еще раз делаем акцент на том, что это так называемый условный проход.
У изделий из разного материала отличается толщина стенок. Так, например, у полипропилена стенки толще, чем у металлопластика. Раз уж мы в качестве образца вяли полипропиленовый контур, продолжим рассматривать этот материал.
В маркировке этих изделий указывается наружное сечение и толщина стенок. Методом отнимания узнаем нужную нам величину и подбираем в магазине.
Для удобства воспользуемся таблицей.
По результатам таблицы можно сделать вывод:
- если достаточно номинального давления в 10 атмосфер, то подходит наружное сечение трубы для отопления в 25 мм;
- если требуется номинальное давление в 20 или 25 атмосфер, то 32 мм.
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.
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.
