Трубы для отопления частного дома

Трубы для отопления частного дома

Содержание

Какие бывают трубы для отопления

Первым дело нужно выяснить, какие трубы применяются для отопления частного дома, в чем их достоинства и недостатки. В частных домах прокладывают трубы из следующих материалов:

  • сталь;
  • медь;
  • нержавеющая сталь;
  • полиэтилен;
  • полипропилен;
  • металлопластик.

На замену стальным трубам, которые пользовались огромной популярностью в прошлом веке, пришли трубы из полипропилена. Это бюджетный и практичный вариант, подходящий для обустройства отопления в домах с разной площадью. Изготавливают и используют все указанные виды труб, так как в зависимости от вида системы и других характеристик можно использовать разные материалы.

Трубы из стали

Раньше стальные трубы для отопления в частном доме были самыми популярным элементом системы. Со временем появилось множество более современных вариантов. Несмотря на это многие люди предпочитают именно стальные изделия.

Стальные трубы имеют массу достоинств:

  • обладают высокой прочностью;
  • устойчивы к гидроадуарам, а также к резким изменения давления и
  • температуры в системе;
  • хорошо проводят тепло;
  • невосприимчивы к ударам;
  • обладают низким температурным расширением, благодаря которому не
  • нужно устанавливать компенсаторы;
  • стоят недорого.

Недостатки:

  • большой вес и размер;
  • подверженность коррозии. Стальные трубы постепенно покрываются ржавчиной, что приводит к снижению пропускной способности. В результате образуются повреждения и протечки, приводящие к быстрому износу конструкции. Чтобы продлить срок службы изделий, рекомендуется покрыть их цинком;
  • Сталь проводит ток, из-за чего трубы разрушаются изнутри;
  • Сложный монтаж. При установке системы понадобится сварочный аппарат, поэтому выполнить работы самостоятельно не получится. Сварка — довольно сложный процесс, требующий особой внимательности. Неопытный мастер может случайно повредить близлежащие предметы. Вместо сварки можно скрепить элементы друг с другом резьбовым соединением. Это очень трудоемкий процесс. Нужно качественно соединить каждый элемент, чтобы получилась целостная система.

Трубы из нержавеющей стали

Трубы из легированной нержавеющий стали — практичные и надежные изделия, используемые при обустройстве отопления. Практичность труб обусловлена тем, что они легко гнутся. Кроме отопительной системы изделия отлично подходят для создания теплых полов.

Преимущества:

  • высокая теплопроводность;
  • простая укладка;
  • универсальность;
  • долговечность;
  • стойкость к коррозии и образованию накипи;
  • невосприимчивость к гидроударам и механическим повреждениям;
  • возможность легко согнуть при незначительном уменьшении диаметра, что очень удобно при монтаже на небольшой площади.

Главный недостаток — дороговизна. Но, затраты вполне оправданы, так как трубы просты в монтаже и служат долгие десятилетия. Еще одним недостатком является низкий срок службы уплотнительных колец. Детали придется заменить ранее, чем через 30 лет.

Трубы из меди

За основу берут качественную медь. Иногда в состав добавляют цинк, но его доля составляет максимум 5%. Для повышения теплоотдачи и придания изделиям эстетичного внешнего вида поверхность покрывают слоем поливинилхлорида или полиэтилена. Трубы из меди производят еще с XVII. Этот материал до сих пор не потерял актуальности за счет эксплуатационных характеристик. Это один из недорогих материалов, который применяют при организации инженерных систем в частных домах.

Достоинства:

  • эксплуатация более 100 лет без потери первоначальных свойств;
  • стойкость к ржавчине;
  • хорошая теплоотдача;
  • высокий показатель герметичности, за счет которого в трубы не проникает кислород, способный привести к образованию накипи;
  • стойкость к резким перепадам давления и температуры (медь выдерживает от -200 до +500 градусов по Цельсию).

Главный недостаток — большие расходы, обусловленные дороговизной меди и затратами на его поставку из-за границы. Однако высокая стоимость меди вполне оправдана, ведь она очень долговечна и в течение всего срока службы она сохраняет все свои свойства. Если есть возможность вложить крупную сумму в организацию системы, то выбор очевиден — медные трубы. Их установка довольно трудоемкая, поэтому стоит привлечь специалистов.

Чтобы отопительная система служила долгие десятилетия, важно не прокладывать медные трубы с изделиями из нелегированной стали. Это связано с тем, что сталь подвержена коррозийным процессам. Если все-таки выбрано такое сочетание, стальные изделия нужно монтировать перед медными в направлении потока воды.

Трубы из полипропилена

Отопление из полипропиленовых труб — практичный и недорогой вариант. Для повышения эксплуатационных характеристик используют полипропиленовые трубы покрывают стекловолокном. Армирование позволяет изделиям выдерживать давление до 25 атмосфер и температуру до +95 градусов с непродолжительным увеличением до +120 градусов.

Плюсы:

  • служат 50 и более лет;
  • обладают высокой герметичностью, благодаря чему воздух не проникает внутрь и не разрушает металлические детали;
  • имеют небольшой вес;
  • прочные;
  • безопасны для здоровья;
  • устойчивы к минусовым температурам — при замерзании воды в трубе материал расширяется, а после оттаивания возвращается к исходному размеру;
  • не шумят при движении воды;
  • просты в монтаже;
  • недорого стоят.

Минусы:

  • их нельзя прокладывать в помещениях с высоким риском возгорания;
  • за счет высокого линейного расширения требуется установка компенсаторов.

Некачественные трубы могут обладать плохой термостойкостью и повреждаться от гидроударов. Важно выбирать изделия высокого качества с армированием. Они остаются целостными при скачках давления и температур. Важное значение имеет соблюдение технологии производства: при малейшем нарушении ухудшаются эксплуатационные качества.

Трубы из полиэтилена

При изготовлении изделий применяют сшитый полиэтилен. Это полимер этилен с молекулами, соединенными поперечно методом сшивки. За счет молекулярных связей материал обладает высокой прочностью и герметичностью. Полиэтиленовые трубы используют не только для организации отопительной системы, но и для создания теплых полов.

Достоинства:

  • легкий вес;
  • хорошие усадочные свойства;
  • срок эксплуатации более 50 лет;
  • высокая гибкость, облегчающая процесс монтажа;
  • способность выдерживать температуру до +120 градусов, скачки давления и температур;
  • высокая износостойкость;
  • отсутствие в составе тяжелых металлов и галогенов;
  • стойкость к агрессивным веществам и коррозийным проявлениям;
  • незначительное расширение при повышении температуры;
  • подходят для монтажа в стены;
  • низкая потребность в профилактическом обслуживании.

Из недостатков можно выделить высокую стоимость самих труб и соединительных элементов, а также затраты на профессиональный монтаж. В связи с этими минусами полиэтиленовые трубы используют редко.

Металлопластиковые трубы

Эта разновидность труб с оптимальным соотношением цены и качества. Металлопластиковые трубы пользуются огромным спросом. Их изготавливают из полиэтилена и алюминиевой фольги. Внешним и внутренним слоем выступает пластик, а посередине располагается фольга.

Последняя выступает в роли каркаса, придавая конструкциям жесткость. Для соединения материалов применяют специальный клей, который отлично скрепляет пластик с металлом.

За счет использования данной технологии получаются трубы с набором плюсов:

  • отсутствие отложений внутри изделий;
  • невосприимчивость к коррозийным явлениям;
  • материал не передает блуждающий ток;
  • высокая герметичность, исключающая проникновение во внутрь
  • кислорода и обеспечивающая сохранность элементов системы;
  • срок службы составляет до 50 лет;
  • высокая гибкость позволяет выполнить монтаж труб в небольших помещениях;

Минусы:

  • высокая степень возгорания;
  • низкая стойкость к механическим нагрузкам и ультрафиолетовому излучению;
  • изделия в два раза дороже, чем трубы из полипропилена.

При монтаже невозможно выполнить линейное расширения. Трубы можно спрятать под стену. Но, при замерзании воды в радиаторе трубы могут лопнуть. Поэтому их лучше использовать исключительно в отапливаемых помещениях. Для соединения элементов можно использовать разъемный или неразъемный фитинг. В первом случае нужно аккуратно выполнять работу, так как можно повредить трубу гайкой. Во втором случае понадобится дорогостоящее оборудование, поэтому лучше призвать на помощь специалистов.

Какие трубы выбрать для организации отопительной системы

Выбор труб для отопления частного дома — ответственный процесс, в ходе которого следует учитывать площадь помещения, отапливаемое оно или нет, какая мощность у котла и т. д. Для создания качественной системы лучше использовать полипропиленовые трубы. Они недорогие, обладают высокой герметичностью и просты в установке. Монтаж занимает немного времени в отличие от расчетов и подготовительных работ. Чтобы система работала долго и не нуждалась в профилактических работах, лучше выбрать армированные трубы и краны из нержавеющей стали.

Металлопластиковые трубы — хороший, но более дорогой вариант. Для монтажа достаточно иметь гаечный ключ. Главный минус изделий — низкий срок эксплуатации соединений. Следует использовать такие трубы только для отапливаемых помещений. Если позволяет бюджет, лучше приобрести трубы из нержавеющей стали. Они стоят дороже, но будут служить не менее 100 лет.

Диаметр отопительных труб

Еще один важный этап организации системы — выбор диаметра труб для отопления частного дома. Изделия представлены в разном диаметре.

Чтобы выбрать подходящий, следует изучить схему системы и обратиться к специалистам. Примерный диаметр можно рассчитать самостоятельно, учитывая площадь помещения и скорость движения теплоносителя.

Существует заблуждение, что установка труб с большим диаметром — залог эффективной работы системы. На самом деле из-за массивных труб снижается или пропадает давление в системе. В результате вода не способна попасть во все радиаторы. У труб с меньшим диаметром скорость потока воды выше. Оптимальное значение составляет от 0,2 до 1,5 м/с. При слишком высокой скорости в теплоносителе слышно бурление воды.

Для выбора подходящего диаметра делают расчет тепловой мощности. Например, для комнаты с потолками высотой до 3 метров на каждый квадратный метр нужно 100 Вт энергии. Для помещения в 20 квадратных метров понадобится 2000 Вт. Если прибавить 20% запаса, то получится 2400 Вт. Тепловая мощность обеспечивается наличием 1-2 радиаторов, установленных под окнами. Согласно таблице, для данного помещения подходят трубы с диаметров 8-10 мм. Это примерные расчеты, но они помогут рассчитать бюджет при ремонте дома.

Обустройство отопления — важный этап, который выполняют сразу после возведения дома. Стоит ответственно подходить к выбору труб, так как они являются главными элементами системы. Они должны быть прочными, долговечными, устойчивыми к скачкам температур и давления. При выборе изделий стоит учитывать массу нюансов. Это площадь помещения, отапливаемое оно или нет, способ прокладки коммуникаций. На организации отопительной системе экономить не стоит. Качественные материалы прослужат до 100 лет, сохраняя эксплуатационные характеристики. Следует выбирать изделия от проверенных производителей, так как даже малейшее нарушение технологии изготовления существенно ухудшает эксплуатационные свойства.

Виды и особенности устройства систем отопления в частном доме

Обогрев частного дома осуществляется с помощью воды, воздуха или электричества.

Электрическая

В доме устанавливается электрический котёл, который нагревает воду и разносит её по комнатам.

Ещё один вариант такой системы: в каждой комнате устанавливаются конвекторы, или радиаторы. Они нагревают холодный воздух, наполняя дом теплом.

Плюсы метода:

  1. Безопасность. Если все установлено и работает правильно — риск угрозы жизни и здоровью минимален.
  2. Небольшие затраты на приобретение. Не надо платить за прокладку газовых труб, монтаж, составление проекта.
  3. Низкий уровень шума, экологичность.
  4. Отсутствие дополнительных работ. Такая система не требует тщательного анализа каждый сезон: замены вышедших из строя вентиляторов, датчиков, частого технического осмотра.

Минусы:

  1. Нестабильность при скачках напряжения. Если свет отключили — отопление также отключается. Решает проблему автономный генератор. Но это дорого.
  2. Дороговизна. Плата за электричество выше стоимости газового отопления.

Важно! Для электрического отопления необходимо утепление стен дома. Это уменьшит теплопотери, а, значит, и расход электроэнергии на обогрев.

Воздушная

Метод предусматривает установку трёх компонентов: теплогенератора, нагревающего воздух, воздуховодов, которые подводят тепло к комнатам и вентилятора, который распределяет тёплый воздух.

Схема работы: воздух нагревается при помощи вентилятора в теплообменнике, а оттуда по теплотрассам подаётся в комнаты.

Отопление от солнечных батарей, которые устанавливаются на крыше дома одна из разновидностей воздушной системы обогрева.

Преимущества отопления нагретым воздухом:

  • отсутствуют дополнительные траты на покупку радиаторов, труб;
  • на обогрев комнат уходит меньше времени;
  • эффективность передачи энергии 90%;
  • объединяется с системой климат-контроля в доме.

Недостатки:

  • готовую систему невозможно переделать;
  • придётся приобретать дополнительный источник питания, чтобы отопление работало, даже если нет электричества;
  • планируется на стадии проекта.

Водяная

Для такой системы понадобится котёл, трубы, радиаторы. Принцип работы: нагретая вода из котла перемещается по трассам к батареям и возвращается обратно в котёл для подогрева.

Создание водяного отопления предусматривает наличие в доме:

  • помещения для котла;
  • бойлерной установки (если горячая вода не централизована);
  • системы вентиляции.

Фото 1. Система водяного отопления в частном доме. В качестве источника обогрева используется котел.

Преимущества водяного отопления:

  • всё время поддерживается оптимальный уровень давления;
  • батареи не занимают много места.

Недостатки:

  • горячие радиаторы — причина ожогов;
  • дом нагревается медленно;
  • жёсткая вода — причина растрескивания труб, подтекания жидкости.

Водяное отопление делится на:

  1. Однотрубное. В такой системе одна и та же труба как приносит тёплую воду в радиаторы, так и выводит холодную. Такой вариант не очень удобен, потому что образуется большая разница температур в батареях.
  2. Двухтрубное. В нём одна труба подаёт тепло, а другая — забирает холодную воду. Сами трубы расположены параллельно. Так достигается одинаковая температура в радиаторах.

Открытая

Вода, нагреваясь, попадает в открытый расширительный бак, который обычно устанавливают на чердаке. Затем остывшая в резервуаре жидкость снова возвращается в цикл. Если не использовать отопление в зимний период, то нужно слить всю жидкость и утеплить бак. Открытую систему просто смонтировать. Она работает тихо. Если свет отключат — в доме всё равно будет тепло. Но из-за того, что расширительный бак открыт, вода испаряется.

Закрытая

Вода при таком способе отопления проходит цикл с помощью насоса. Бак закрыт; располагается он в любом помещении дома. С такой системой самостоятельно контролируется уровень тепла в комнате. Минус — для работы нужно постоянное электричество.

Фото 2. Схема закрытой отопительной системы. Красным цветом обозначен горячий теплоноситель, синим — холодный.

Какие материалы можно использовать?

Все материалы можно разделить на: пластиковые и металлические.

Первые сделаны из сшитого полиэтилена, или полипропилена, или из металлопластика.

Вторые — из стали, железа или меди.

Справка. Металлические и полимерные трубы легко комбинируются. Необходимо правильно подобрать и соединить их между собой.

Медные

Отличаются долговечностью и надёжностью.

Преимущества:

  1. Лёгкость.
  2. Прочность.
  3. Выдерживают высокие температуры.
  4. Труба гнётся при нагревании.
  5. Не нужны дополнительные крепления.
  6. Недорогие детали для соединения.
  7. Высокая теплопроводность.
  8. Если вода содержит минимум примесей — теплотрасса прослужит век.

Минусы:

  1. Долго устанавливать.
  2. Тяжеловесность. Привезти будет недёшево.
  3. Подверженность коррозии. Спрятанные в стене, портятся.
  4. Быстро теряют тепло, если в комнатах холодно.
  5. Шероховатость поверхностей металла — отличная среда для появления окислений.
  6. Дороговизна.

Металлопластиковые

Сделаны из пластика, с тонким алюминиевым слоем внутри.

Плюсы:

  1. Недорогие.
  2. Легко чистить.
  3. Прячутся в стены.
  4. Пластик гладкий, и в трубе редко образуется налёт.
  5. Лёгкие — можно привезти самостоятельно.
  6. Служат 20 лет и больше.

Фото 3. Металлопластиковые трубы для отопительной системы. В центральной части изделий находится алюминиевый слой.

Недостатки:

  1. Если в какой-то теплотрассе поломка, отдельный отрезок не снять. Извлекают участок между двумя фитингами.
  2. Не гнутся при нагревании. Если нужен угол, то используют специальные детали: фитинги.
  3. Сложно соединять между собой.
  4. Необходимы дополнительные крепления к стене.
  5. Если зимой отключить отопление, трубы потрескаются.

Из сшитого полиэтилена

Современные и высокотехнологичные.

Достоинства:

  1. Долговечны. Служат от полувека и больше.
  2. Недороги. И цена, и доставка не ударят по бюджету.
  3. Уникальное свойство: при попадании горячей жидкости, труба сгибается, а затем возвращается на место.
  4. Легко собрать. Дополнительные детали просты и доступны.
  5. Гладкие внутри, не накапливают минеральные осадки.
  6. Высокая плотность.
  7. Идеальны для того, чтобы спрятать в стены.
  8. Выдерживают температурную нагрузку в 90 °C.

Фото 4. Трубы из сшитого полиэтилена для отопительных систем. Часто используются для обустройства теплых полов.

Недостатки не обнаружены.

Стальные

Сделаны из стали с применением двух различных технологий:

  1. сшивают из листа;
  2. используют специальное оборудование.

Плюсы:

  1. Герметичность.
  2. Стоят недорого.

Минусы:

  1. Из-за высокой электропроводности не подходят для электрического котла.
  2. Подвержены разрушению со временем.
  3. Тяжесть. Трудно самостоятельно доставить и уложить.

Полипропиленовые

Недороги и отлично подходят для отопления частного дома.

Достоинства:

  1. Долгий срок службы (от 30 лет).
  2. Легко вмонтировать в стену.
  3. При использовании в загородном доме с сезонным проживанием не замёрзнут при отключении тепла.

По недостаткам схожи с металлопластиковыми: дополнительные крепления, фитинги, невозможность отремонтировать отдельный отрезок.

Какой диаметр подходит

Если со схемой отопления и материалом решено, выбирается необходимый диаметр.

У труб есть как внутренний, так и наружный диаметр. Металлопластиковые и медные трубы выбирают по наружным размерам, а чугунные и стальные — по внутренним.

Критерии подсчёта

Чтобы понимать, трубы какого диаметра нужны, обращайте внимание на тепловую нагрузку.

Для того чтобы в комнате было тепло, подойдёт 100 Вт тепла на 1 кв. м. Это условие выполнимо, если высота потолка не выше 3 метров.

Чтобы понять, какой диаметр выбрать, нужен калькулятор и знание норм тепловой нагрузки для разных размеров.

Так, для комнаты 30 кв. м. потребуется 3 кВт тепла (объём помещения умножается на необходимые 100 Вт), ещё 600 Вт — про запас. Значит, нужны батареи мощностью 3,6 кВт. Это два радиатора на 1,8 кВт или один большой.

Нормы

Труба каждого диаметра рассчитана на определённый тепловой поток. Если диаметр выше или ниже допустимого — система отопления будет работать плохо.

Таблица значений теплового потока для внутренних диаметров. За норму принимается скорость движения воды внутри теплотрассы 0,4—0,6 м/с.

Диаметр, мм При скорости 0,4 м/с 0,5 м/с 0,6 м/с
8 1635 2044 2453
10 2555 3193 3832
12 3679 4598 5518
15 5748 7185 8622
20 10219 12774 15328
25 15967 19959 23950
32 26160 32700 39240
40 40875 51094 61313
50 63868 79835 95802
70 125181 156476 187771
100 255471 319338 383206

Для обогрева комнаты в 30 кв. м. нужна теплотрасса с внутренним диаметром 10 мм.

>Полезное видео

Посмотрите видео, в котором рассказывается, какие именно трубы выбрать для отопительной системы в частном доме.

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.

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.
  1. 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.

От чего зависит выбор труб для монтажа отопительной системы?

Рынок стройматериалов даёт широкие возможности по выбору труб для отопления частного дома, какие выбрать – зависит от многих факторов. Консультирование в строительном супермаркете малоэффективно, торговые сети заинтересованы в сбыте залежавшегося и дорогого товара. Частные дома иногда подключают к общегородской системе. Для этого варианта производятся расчёты по установленным нормам. Индивидуальное строительство рассчитывается по другой схеме.

В доме будет холодно при плохой теплоизоляции или несоответствии:

  • сечения труб;
  • суммарной площади жилья;
  • проектной мощности котла;
  • типа топлива.

Все трубы отопления для частного дома соответствуют определённым критериям. Это зависит от разновидности системы отопления:

  • скрытая;
  • закрытая.

Соответственно, будет разная температурная нагрузка и подверженность перепадам температур. Встроенные трубы прокладывают:

  • по внешнему периметру дома;
  • внутри строения;
  • под полом.

Вид будущей отопительной сети — один из важных факторов при выборе труб, например, для теплого пола необходимы гибкие трубы

В многоквартирных строениях в целях экономии устраивают индивидуальную систему обогрева; такое отопление лучше делать из тех же труб и по такой же схеме, как и в частном доме. Важно принять во внимание вероятность гидроудара при запуске сезонного отопления, хотя большинство материалов отлично выдерживают и эту нагрузку.

Особенности устройства отопления в частном секторе

Автономное отопление в частном доме не облагается городскими тарифами, нет доплаты за обогрев теплотрассы, подводимой к дому, поэтому обходится экономичнее. Дорогостоящий котёл через несколько лет окупается, независимо от его типа. На выбор предлагаются такие модели:

  • твердотопливный;
  • газовый;
  • комбинированный.

Общая экономичность независимой отопительной системы скрыта в возможностях:

  • регулировать тепло в доме в ручном режиме;
  • отключить отопление или уменьшать процесс выделения гигакалорий;
  • наращивать или снижать количество радиаторов;
  • открыть и промыть систему самостоятельно;
  • не использовать отопление без необходимости и во время потепления;
  • самостоятельно определять старт и финиш отопительного сезона.

Способ монтажа системы зависит от выбора труб для отопления частного дома, сделать это можно самостоятельно или прибегнуть к услугам специалистов. Выбор сводится к тому, будут ли это трубы:

  1. Металлические.
  2. Полимерные.
  3. Композитные.

Обратите внимание! Трубы из металла в приоритете у частных застройщиков – из-за их способности выдерживать большие нагрузки. Но для встроенной системы внутри стен дома достаточно металлопластиковых труб, их можно использовать в той части системы, где вода будет не очень горячая.

Важным преимуществом автономного отопления является возможность регулировать подачу тепла самостоятельно

Чтобы определиться с тем, какие трубы использовать для отопления частного дома, важно учесть все параметры системы отопления:

  • самотёчная или принудительная;
  • простая или сложная схема;
  • для одноэтажного или многоэтажного дома;
  • с небольшим или максимальным давлением;
  • под горячую или тёплую воду.

Разновидности труб и типов их соединения в отопительной системе частного домовладения

Строительный рынок предлагает использовать на выбор 2 вида труб – полимерные и металлические. Композитные трубы относятся к полимерным материалам, хотя сочетают в себе пластик и металл (для армирования).

К полимерным относят:

  1. Пластик и металлопластик.
  2. Сшитый полиэтилен.
  3. Полипропилен.

Для труб используют металлы:

  1. Железо и нержавеющая сталь.
  2. Чёрная углеродистая сталь (чугун).
  3. Медь.

Обратите внимание! В одной системе отопления можно использовать разный тип материала, металлопластиковых и железных труб, но важен правильный выбор их сочленения и монтажа.

Монтаж системы отопления из металлических труб можно как при помощи сварки, так и с применением фитингов

Металлические трубы для отопления монтируют несколькими способами:

  • газосварка;
  • соединение резьбой;
  • стыковка при помощи муфт и фланцев.

Тем, кто намерен самостоятельно производить монтаж системы отопления без сварки, будет проще работать, используя сочленение резьбой — муфтами и фланцами. Эти методы используются не так часто, как сварка, но вполне применимы при выборе труб из разных металлов для отопления для частного дома.

Для сочленения труб методом «встык» нужны:

  • муфты соответствующего сечения,
  • герметик,
  • гайки и болты;
  • фланцы;
  • резиновые прокладки
  • прижимные и уплотнительные кольца.

Резьбовые соединения применяются для укладки тепломагистрали и подключения оборудования. Все сочленения резьбой уплотняют герметиком «Унипак», паклей или ФУМ лентой. Рынок также предлагает использовать быстро монтируемые элементы соединения, такие, как «американка». При простом резьбовом соединении концы труб должны быть с винтовой насечкой, а на обрезанный участок резьбу лучше делать специальным инструментом.

При помощи такого фитинга, как «американка» можно соединить трубы легко и быстро

Для данного типа сочленения приобретают весь комплект для крепления и разветвления труб:

  • «бочонки» (резьбовые муфты);
  • переходники с одного диаметра труб на другой;
  • поворотные элементы (крестовины, уголки, тройники).

Монтаж схемы сварочным аппаратом – проверенный временем метод. Трубопровод получится долговечным и прочным, но не обойтись без специалиста со сварочным оборудованием.

При любом методе важно промыть систему, и лучше делать проверку соединения до запуска отопительной системы, чтобы обнаружить места протечки. Не столь важно, какими трубами делали отопление в частном доме, при нарушении герметичности их одинаково успешно заделывают хомутами с резиновыми прокладками или полимерной холодной сваркой.

Какой диаметр трубы подходит для отопления в частном доме?

Определить, какие трубы лучше выбрать и с каким диаметром просвета они должны быть, проще всего путем несложных расчетов:

При подсчетах учитывается:

  1. Скорость потока.
  2. Общая тепловая нагрузка.
  3. Суммарная жилплощадь.
  4. Климатические особенности региона.

Какие существуют нормы? Согласно стандартизации, при потолках в 3 метра для обогрева 1 квадратного метра дома требуется около 100 Вт энергии. Скорость теплоносителя (теплой воды) в системе – в пределах 0,4 — 0,7 метров в секунду. Для комнаты до 20 квадратных метров требуется 2 кВт, плюс 20-30% — на потери и внешние колебания температур. Соответственно, требуется 2 радиатора на 1,2 кВт под каждое окно. Но есть и выбор – лучше установить 1 большой радиатор суммарно на 2,4 кВт под одно из окон.

От правильности выбора диаметра труб зависит работа всей отопительной системы

Вдоль холодной внешней стены или по обе стороны большой балконной двери предпочтение стоит отдать вертикальным радиаторам с декоративным щитом. Они рекомендуются для установки и в детской комнате. При любом типе радиаторов устанавливают трубы с внутренним сечением от 10 миллиметров, которые проще промыть при необходимости.

Согласно нормам стандартизации, температура теплоносителя в системе отопления для жилых строений не должна превышать 90-95°C. Независимо от выбора труб для отопления частного дома, этот порог важно соблюдать.

Металлические трубы применяются для системы отопления с гравитационной (естественной) или комбинированной циркуляцией.

Их диаметр подбирается под патрубок твердотопливного котла (максимальный), далее он может уменьшаться.

У современных котлов диаметр выходного отверстия – до 50 миллиметров, такой же должна быть и «обратка». После разветвления диаметр обычно уменьшается, и у закрытых систем чаще всего стоят трубы на 12,7 миллиметров внутреннего сечения.

Обратите внимание! Давление в отопительной системе частного домовладения в 2-3 раза ниже, чем в городских условиях централизованного отопления, то есть порядка 1,5 атмосфер. Любому типу труб при таких условиях не угрожает гидроудар или повышенная тепловая нагрузка. Поэтому при выборе трубы для отопления частного дома сами хозяева вправе решать, что лучше и экономнее будет приобрести.

Основные разновидности труб для отопления и их параметры

Трубы из металла. Раньше отопление в частном доме из железных труб было безальтернативным, поскольку ничего другого не было. Трубы из такого материала служили долго и безупречно, но этот металл подвержен коррозии, и ржавчина постепенно забивала проток. Приходилось искать решение проблемы с тем, как промыть трубы отопления в частном доме.

Обеспечение работы самотечной автономной отопительной системы предполагает применение трубы большого сечения. Стальные трубы хорошо справляются с этой задачей в системе твердотопливных котлов и печей с теплообменниками. Оцинковка и сталь всегда лучше, чем трубы из обычного железа.

Преимущества отопления с использованием железного, стального или медного трубопровода:

  • устойчивость к высокой температуре;
  • высокая прочность;
  • простота эксплуатации;
  • достаточная теплопроводность;
  • возможность при нагревании и монтаже гнуть трубу и делать любой угол;
  • жесткость металла сводит к минимуму количество креплений к стенам и другим вертикальным поверхностям;
  • невысокая стоимость и доступность комплектующих деталей для соединения без сварки (колена, переходники, муфты, уголки из чугуна и стали);
  • выдерживают значительные механические воздействия и внутреннее давление;
  • возможность использовать в одной системе трубы и мелкие детали из других металлов;
  • срок эксплуатации стальных и железных около 40-50 лет (зависит от качества воды и ее температуры), медных – более 100 лет.

Рекомендуется выбрать медные трубы – самые долговечные и надежные, но дорогие. Они без проблем переносят высокий разогрев и замерзание. Но вот монтаж лучше поручить специалистам.

Медные трубы считаются одним из лучших материалов для монтажа отопления, но стоимость такой сети будет выше, чем системы из любого другого типа труб

Недостатки металла:

  • тяжелый материал, требующий дополнительных расходов на доставку;
  • качественный монтаж системы предполагает сварку;
  • более длительный процесс укладки труб, чем стыковка фрагментов из полимеров;
  • неровная внутренняя поверхность железа приводит к скоплению осадков и окислов, особенно на поворотных участках, их сложно демонтировать и промыть;
  • наружная и внутренняя коррозия, их нежелательно укладывать при скрытой системе отопления (в стенах);
  • потребность в частой покраске труб и радиаторов;
  • значительные теплопотери в холодных помещениях;
  • дорогостоящие услуги сварщика.

Совет! Такой выбор нежелателен, когда есть намерение монтировать трубы в стену. Они постепенно окисляются и прогнивают, особенно по внешнему периметру дома.

Трубы из полипропилена. Доступный по цене вариант обустройства системы отопления. В маркировке указывается допустимая температурная амплитуда. К положительным качествам можно отнести:

  • гладкостенный внутренний просвет, что исключает возможность быстрого образования осадочного налета, а значит, потребность во внутренней очистке будет меньше;
  • малый удельный вес, что делает их предпочтительными при обустройстве проседающего дома или основанного на подвижных грунтах, дешевле транспортировка;
  • можно монтировать в стену по схеме закрытого типа;
  • материал меньше расширяется при нагревании, чем металлы, не надо часто производить покраску;
  • при невысокой температуре трубы не подвержены деформациями и служат довольно долго — от 20 лет;
  • не замерзают при эпизодическом включении отопления загородного дома в зимний период;
  • простота ухода (чистка и мытье).

В современных частных домах для систем отопления часто используются трубы из полипропилена

Недостатки:

  • требуется особый тип соединения (аппарат для пайки пластика и полимеров);
  • трубы неэластичны, в поворотных участках используются фитинги;
  • готовый трубопровод сложно отремонтировать или промыть, заменять приходится участками между двумя фитингами;
  • малая термостойкость – до 70 °C, эпизодический разогрев – до 90 °C;
  • малая жесткость труб (провисают на длинных фрагментах между креплениями).

Важно учесть! Монтаж скрытого типа предполагает некоторое расширение системы отопления и установку компенсаторов.

Трубы из сшитого полиэтилена (PEX) для водопровода. Название связано с особой технологией производства спайки на молекулярном уровне.

Достоинства:

  • достаточная устойчивость к высокому давлению и повышенной температуре – рабочая нагрузка порядка 90 °C;
  • большая плотность материала;
  • особые свойства при нагревании – труба сгибается на нужный угол, при повторной термической обработке принимает прежнюю форму (эффект памяти);
  • долговечность материала – от 50 лет;
  • малый удельный вес, что упрощает транспортировку и монтаж, минимизирует нагрузку на фундамент;
  • простой монтаж с применением соединений типа пресс-фитингов;
  • гладкий внутренний просвет препятствует отложению кальциевых осадков;
  • из-за малого линейного расширения это лучший материал, если решено делать систему отопления внутреннего типа.

Трубы из сшитого полиэтилена используют в системах разной сложности, их также комбинируют с прочими типами труб

Существенных недостатков не выявлено, можно выбрать такие трубы для любой схемы.

Металлопластиковые трубы. Один из самых популярных видов труб для отопления частного дома. Что делает их лучше прочих? Это доступность по стоимости и простота монтажа. Металлопластик объединяет достоинства полимеров, благодаря многослойному типу «сшивки». Внутри – гладкий пластик, армирование из металлической фольги плюс защитный внешний слой, не требующий покраски.

Существенных недостатков нет, но фитинги и другие комплектующие – дорогостоящие, и в них есть сужение сечения, снижающего проходимость. Однако, такие трубы не желательно использовать в дачных домах, где использование отопления носит сезонный характер: при замерзании они деформируются. Если выбрать их для загородного дома с постоянным проживанием – это идеальный вариант.

Сегодня существует немало видов труб для отопления, каждый из которых по-своему привлекателен для покупателя. Однако, то, какими именно изделиями воспользоваться, зависит от многих факторов. Прежде, чем делать покупку, нужно изучить, какие особенности того или иного вида будут для вас плюсом, а какие – минусом, и исходя из этого, принимать решение.

admin