Самые важные элементы в системе: трубы для отопления. какие лучше для частного дома?

Как выбрать диаметр трубы отопления

Точно рассчитать, какого сечения трубы вам нужны, не получится. Придется выбирать из нескольких вариантов. А все потому, что добиться одинакового эффекта можно разными способами.

Поясним

Нам важно доставить к радиаторам нужное количество тепла и добиться при этом равномерного нагрева радиаторов. В системах с принудительной циркуляцией делаем мы это при помощи труб, теплоносителя и насоса

В принципе все, что нам нужно, — это за определенный промежуток времени «прогнать» определенное количество теплоносителя. Тут есть два варианта: поставить трубы меньшего диаметра и подавать теплоноситель с большей скоростью, или сделать систему большего сечения, но с меньшей интенсивностью движения.

Обычно выбирают первый вариант. И вот почему:

• стоимость изделий меньшего диаметра ниже;
• с ними работать легче;
• при открытой прокладке они не так привлекают внимания, а при укладке в пол или стены требуется меньшие по размерам штробы;
• при небольшом диаметре в системе находится меньше теплоносителя, что снижает ее инерционность и ведет к экономии топлива.

Так как есть определенный набор диаметров и определенное количество тепла, которое по ним нужно доставить, каждый раз считать одно и то же — неразумно.

Потому были разработаны специальные таблицы, по которым в зависимости от требуемого количества тепла, скорости движения теплоносителя и температурных показателей работы системы, определяется возможный размер.

То есть для определения сечения труб в системе отопления находите нужную таблицу и по ней подбираете подходящее сечение.

Расчет диаметра труб для отопления производился по такой формуле (при желании можете посчитать). Затем рассчитанные значения записывались в таблицу.

Где:

D — искомый диаметр трубопровода, мм
∆t° — дельта температур (разница подачи и обратки), °С
Q — нагрузка на данный участок системы, кВт — определенное нами количество тепла, необходимое на обогрев помещения
V — скорость теплоносителя, м/с — выбирается из определенного диапазона.

В системах индивидуального отопления скорость движения теплоносителя может быть от 0,2 м/с до 1,5 м/с. По опыту эксплуатации известно, что оптимальная скорость находится в пределах 0,3 м/с — 0,7 м/с.

Если теплоноситель движется медленнее, возникают воздушные пробки, если быстрее — сильно возрастает уровень шумов. Оптимальный диапазон скоростей и выбирают в таблице.

Таблицы разработаны для разных видов труб: металлических, полипропиленовых, металлопластиковых, медных. Рассчитаны значения для стандартных режимов работы: с высокими и средними температурами. Чтобы процесс подбора был более понятен, разберем конкретные примеры.

Из какого типа полипропилена трубы служат дольше?

Материал пропилен, из которого изготовлены трубы, — это химически неактивный полимер, поступающий на производственные экструзионные линии в виде гранулята высокого качества. Он специально разработан для изготовления сантехнических аксессуаров разного предназначения — это циркуляция горячего теплоносителя, транспортировка холодной воды, отведение канализационных отходов, а также прокладка коммуникаций для различных химических составов, газовых смесей и т.п.

Исходный материал — гранулат

Пропилен имеет отличные физические и технические характеристики, легко поддается монтажу, поэтому и востребованность изделий из него постоянно растет. Кроме самих труб, к каждому из их видов выпускаются комплектующие детали, которые предназначены для монтажа практически всех встречающихся узлов и соединений – это отводы под различными углами, переходники на разный диаметр и на резьбовые соединения, тройники, заглушки, вентиля, компенсационные петли и многое другое. Пропилен выгодно отличается от полиэтилена, из которого также изготавливают некоторые виды труб, тем, что выдерживает более высокие температуры теплоносителя, обладая при этом большей жесткостью. Такие трубы производятся различного размера — в зависимости от их предназначения он варьируется от шестнадцати миллиметров до ста десяти. Все виды пропиленовых труб имеют одни и те же характеристики: теплопроводность их составляет 0,24 Вт/м С, вес (удельный) — 0,9 гр. на 1 см³ (они легче воды), упругость равна 900 Н/мм², вязкость материала — 22 кДж. Основной способ монтажа полипропиленовых труб – термическая сварка (пайка), хотя в отдельных узлах конструкции системы отопления не обойтись и без резьбовых сопряжений.

Разновидности стальных труб

Металлургическая отрасль выпускает всего три вида стального трубного проката.

Чёрная сталь. Трубная продукция данного типа нашла широкое применение в 70 — 90 годах минувшего века при создании водопроводов и теплопроводов. Чаще всего с этой целью использовалась электросварная ВГП труба, технические характеристики которой соответствуют требованиям ГОСТ 3262-75.

Сварные трубы часто применяют для устройства отопительных магистралей, такие трубы бывают прямо- и спиралешовными

Полезная информация! Многие домашних дел мастера при выборе элементов системы теплоснабжения принимают во внимание наряду с продолжительностью срока службы стальных труб отопления ещё и то, что они легко свариваются, и тем самым облегчают монтаж системы. Основной недостаток продукции металлопроката данного типа – подверженность коррозии при контакте с водой. По этой причине в теплоносителе появляются хлопья ржавчины, а сами трубы зарастают отложениями

Совокупность этих факторов влечёт снижение пропускной способности трубопровода отопления. Именно поэтому купить сегодня стальные трубы можно по относительно низкой цене, но менять их придётся довольно часто

По этой причине в теплоносителе появляются хлопья ржавчины, а сами трубы зарастают отложениями. Совокупность этих факторов влечёт снижение пропускной способности трубопровода отопления. Именно поэтому купить сегодня стальные трубы можно по относительно низкой цене, но менять их придётся довольно часто

Основной недостаток продукции металлопроката данного типа – подверженность коррозии при контакте с водой. По этой причине в теплоносителе появляются хлопья ржавчины, а сами трубы зарастают отложениями. Совокупность этих факторов влечёт снижение пропускной способности трубопровода отопления. Именно поэтому купить сегодня стальные трубы можно по относительно низкой цене, но менять их придётся довольно часто.

Оцинкованная сталь. Слой цинкового покрытия, как было сказано выше, призван противодействовать явлению коррозии и повысить срок службы трубной продукции из чёрной стали. Справляется с поставленной задачей оцинкование не полностью, а лишь замедляет корродирование основного металла.

По мнению экспертов, оцинковка – наиболее устойчивый и прочный материал, технические характеристики которого позволяют создавать централизованное отопление с его непредсказуемыми скачками давления и температурным графиком. В автономных отопительных системах, допускающих оперативный контроль рабочих параметров, можно устанавливать более дешёвые трубы из металлопластика и полипропилена.

У оцинкованных элементов трубопровода отопления насчитывается всего лишь два серьёзных недостатка:

• сварное соединение нарушает слой цинка внутри трубы, создавая для коррозии уязвимое место. Это неминуемо приводит к снижению срока службы системы теплоснабжения. А монтаж на резьбе отнимет массу времени и сил.
• стоимость оцинкованных изделий намного выше, чем цена труб отопления из чёрной стали, металлопластика или пластика.

Трубы для отопления нужно выбирать оцинкованные или нержавеющие, они устойчивы к коррозии и служат дольше обычных

Нержавеющая сталь. Теоретически, использование бесшовных или сварных труб из нержавейки делает стояки, а также подводки практически вечными. Но такое решение не пользуется популярностью ввиду сложности обработки коррозионно-стойких сталей и их высокой стоимости.

На этом фоне куда более выгодным видится использование гофрированной трубы из нержавейки.

• при монтаже можно обойтись парой газовых ключей и недорогим труборезом;
• рекомендованное рабочее давление при температуре +100˚С составляет. Такой показатель не доступен никакому пластику;
• трубы могут принимать любую сложную конфигурацию и легко гнутся руками.

Обратите внимание! Если в вашей семье есть маленькие дети, они неизбежно станут использовать подводки к радиаторам в качестве перекладины или опоры, что вызовет деформацию этих элементов трубопровода отопления. А нержавейка, собственно, как любой металл, при многократном изгибании теряет прочность и может даже сломаться

Разновидности отопительных труб

Все трубные изделия, предназначенные для монтажа отопления, разделяются на три группы:

• из полимерных материалов;
• из металла;
• металлопластиковые.

Полимерные изделия изготавливаются из полипропилена или из сшитого полиэтилена, которые соответствуют характеристикам эксплуатации систем. Такие трубопроводы довольно часто прокладывают под землей. Металлопластиковые изделия совмещают в себе слои полимеров и металла.

Что касается трубопрокатов из металлов, то при производстве таких изделий в качестве сырья используют, как цветные металлы, например медь, так и сталь – нержавеющую или черную. Зачастую отопление монтируют из оцинкованных труб. Главным их достоинством является низкая склонность к окислению и коррозии. Следовательно, портятся они намного медленнее.

Цинкование проводится диффузионным или горячим способом.

Метод диффузионного цинкования выполняется путем нанесения на трубу атомов цинка при рабочей температуре процесса в пределах 400 ℃. А вот горячее цинкование предполагает погружение труб в ванну с расплавленным жидким цинком, температура которого составляет 450 ℃.

Порядок действий, если трубу прорвало

В случае аварии тепловой трубы меры необходимо принимать незамедлительно. Чтобы неполадки были устранены правильно , вызывается ремонтная бригада либо дежурный сантехник. Если при установке выдержано нормируемое расстояние , то к участкам обеспечен независимый доступ.

Не всегда есть время на ожидание помощи, если прорвало трубы отопления. Что делать в таком случае, определяется возможной угрозой затопления помещения и опасностью для человека. В такой ситуации лучше самостоятельно предпринимать любые действия, которые ограничивают зону распространения воды

Важно помнить, что температура теплоносителя достаточно высока

Если трубу прорвало, то можно подставить под струю любую подходящую емкость для сбора жидкости, чтобы не повредить ламинат или другое напольное покрытие. Хотя ламинат может испортиться и при незначительном воздействии на него горячей воды

Важно также постараться перекрыть стояк при помощи вентилей. Они обычно устанавливаются и в подвале, и в квартире

Управляющие вентили отопительной системы зачастую располагаются на подводящей магистрали.

При поломке батарей или если прорвало трубу горячей воды, при манипуляциях по устранению или снижению уровня ущерба лучше применять толстые резиновые перчатки.

При прорыве трубы отопления стоит помнить, что температура вытекающей воды очень высока

Устройство однотрубной системы отопления

Ключевая особенность данной системы заключается в том, что подача и отвод теплоносителя выполняются одной трубой, к которой посредством подводок подключены все отопительные приборы, установленные последовательно. Основная магистраль подключается к источнику тепла и затем возвращается к нему же, тем самым замыкая контур. Для обеспечения необходимого давления в системе присутствует вертикальная труба, по которой вода поднимается до верхней точки, а по мере остывания перемещается дальше.

Немного иначе будет отопление в одну трубу в частном доме, имеющем два этажа. В данном случае вода из установленного вертикально стояка проходит по отопительным контурам. На первом этаже стояк опускается до уровня пола, в результате чего образуется разгонный коллектор. Далее труба проходит по всему дому, подавая воду в подключенные отопительные приборы, и уже после этого попадает в источник тепла.

Схема однотрубной системы отопления в частном доме с двумя этажами имеет свои особенности:

• Сечение основной магистрали не меняется на участках трубопровода;
• Вода при прохождении через отдельные отопительные приборы теряет часть температуры, и эта тенденция будет сохраняться вплоть до попадания жидкости в зону нагрева;
• Поскольку температура жидкости падает, то количество секций в батарее должно постепенно увеличиваться по направлению движения теплоносителя.

Впрочем, описанный процесс можно скомпенсировать грамотной планировкой, которая позволит обойтись без дополнительных секций. Если разогретая жидкость будет попадать в первую очередь в жилые помещения, а потом в хозяйственные, то расширять батареи не придется.

Если имеются некоторые опасения по поводу перебоев с электричеством, то обустраивается самотечная однотрубная система отопления для дома. Она работает по описанному выше принципу: устанавливается разгонный коллектор, находящийся на высоте хотя бы 2 метров от уровня пола.

Чтобы система могла функционировать, потребуется расширительный бак, установленный выше крайней верхней точки контура трубопровода. Как правило, местом установки бачка является чердак. Подсоединенный к системе бачок обеспечивает ее работу, но эффективность самотечной системы даже при грамотном обустройстве оставляет желать лучшего – движение воды за счет разницы температур нельзя назвать достаточно интенсивным.

Правила монтажа труб для отопления своими руками

Установка системы отопления из меди с помощью специальных пресс-фитингов вполне можно выполнить своими руками. Образуются разъемные соединения, которые можно разобрать и собрать при необходимости.

Необходимые инструменты и материалы

Для разводки системы отопления понадобятся:

• Ножовка по металлу, а еще лучше – труборез.
• Напильник, наждачная бумага.
• Калибратор.
• Два гаечных ключа.
• Трубогиб.

Чертежи и схемы

В первую очередь нужно начертить схему или чертеж. Это поможет определиться с количеством фитингов и правильно закупить материалы.

Технология монтажа

Технология монтажа при помощи компрессионных фитингов проста. Фитинги для медных трубопроводов делают из латуни. Они отличаются от фитингов для пластика – внутреннее упорное кольцо делается без разреза (см. фото). Особого оборудования не требуется.

Ход работ

1. Сначала отрезается и зачищается от заусенцев. Затем калибратором срез калибруется так, чтобы он имел круглую форму (медь мягкая и заготовка при резке сминается).
2. Затем с фитинга скручивается обжимная гайка, надевается на заготовку, патрубок вставляется в фитинг, гайка закручивается вручную с небольшим усилием.
3. Затем захватывают фитинг гаечным ключом, вторым ключом затягивают гайку на 1-1,5 оборота.
4. С другой стороны заготовки работы повторяются. Затем вся заготовка монтируется в систему. Для поворотов применяют угловые фитинги, но можно изогнуть трубу с помощью трубогиба.
5. Примерно через 80 сантиметров устанавливаются кронштейны.
6. После сборки система заполняется водой и испытывается. При необходимости гайки подтягиваются с помощью гаечных ключей.

Все нюансы монтажа можно увидеть на нашем видео:

Особенности монтажа

Нельзя использовать монтаж трубопроводов на компрессионных фитингах для системы теплого пола.

Не стоит увеличивать и уменьшать диаметры трубопроводов – это не улучшит отопление и приведет к разбалансировке системы.

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.

Достоинства и недостатки однотрубных систем

Однотрубная система отопления частного дома имеет несколько весомых положительных качеств:

1. Простота. Монтаж и ремонт однотрубного отопления очень часто осуществляется самостоятельно владельцами домов – и все благодаря простоте конструкции.
2. Дешевизна. Стоимость элементов системы достаточно низка, что в немалой степени связано с простотой такого отопления. Для обустройства требуется достаточно скромный набор материалов – например, труб потребуется всего два вида (одна для основной магистрали, вторая – для подводок). Вертикальная система, естественно, обойдется дороже, ведь ей требуется два контура трубопровода.
3. Возможность модификации. При наличии бюджета систему можно доработать, используя радиаторные термостатические клапаны, позволяющие регулировать температуру каждого отопительного прибора по отдельности. Впрочем, остается популярной и двухтрубная система. Довольно часто схема двухтрубной системы отопления двухэтажного дома позволяет решить многие задачи, с которыми однотрубная не справилась.

Также стоит отметить и основные недостатки однотрубного отопления:

1. Каждая последующая батарея получает меньше тепла, что особенно заметно в системах с нижней разводкой.
2. Максимальная эффективность системы достигается только при установке циркуляционного насоса, что автоматически делает отопление энергозависимым.
3. Эффективность однотрубного отопления снижается при увеличении площади и этажности здания, в котором установлена система.

Плюсы и минусы труб из стали

Технические характеристики стальных труб для отопления зависят от технологических особенностей их производства. Изделия могут быть сварными или цельнотянутыми. Первые сшиваются из металлического листа, а вторые формируются на сложном оборудовании.

К основным достоинствам трубы стальной для отопления можно отнести:

• высокая теплопроводность. Этот момент очень важен для организации отопительных систем в жилых зданиях. Металлическая поверхность передаёт тепло в воздушное пространство помещения, частично выполняя, таким образом, функцию прибора отопления;
• малое тепловое расширение. Данное свойство предопределяет отсутствие необходимости использования толстостенной продукции;
• высокая газовая герметичность. Значение этой характеристики достигает, практически, стопроцентной отметки. Создать полноценный замкнутый контур отопления без выполнения данного условия нереально;
• прочность. Благодаря этому свойству, магистрали высокого давления создаются только на основе металлических труб;
• доступность. Относительно невысокая стоимость стали играет немаловажную роль при создании бюджетных вариантов теплоснабжения.

Существует немало видов труб из стали, и каждый из них имеет свои достоинства и недостатки

Из недостатков эксперты выделяют:

• подверженность коррозии. Металл плохо противостоит воздействию агрессивной среды и окислительным процессам. Но оцинковка стальных труб может увеличить их срок службы на 10…15 лет, то есть, практически, в 2 раза ;
• большая масса. Для укладки трубопровода необходимо будет приложить значительные физические усилия;
• жёсткость. Изогнуть трубу можно только путём теплового воздействия. При формировании магистрали для соединения стальных труб требуются фигурные элементы.
• электропроводность. Это свойство металла имеет особое значение при обустройстве отопительной системы на основе электрического котла.

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