Диаметры труб для разных схем отопления частного дома

Выбор материалов для выполнения сварочных работ и режима сварки. Технологическая карта на выполнение сборки концевых стыков труб диаметром 150 мм, изготовленных из стали марки 12Г2СБ при помощи ручной дуговой сварки. Контроль качества сварочных работ.

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.

Конструкция отопительных регистров

Отопительные приборы в виде регистров представляют собой конструкцию из нескольких вертикальных либо горизонтальных трубопроводов, сообщающихся между собой с помощью перемычек. При этом соединительные элементы могут иметь различную форму и размер. В зависимости от их расположения выполняется классификация.

Строение регистра

Для изготовления отопительных регистров применяются гладкие трубы из углеродистой стали с круглым сечением,  а также квадратные и прямоугольные. Возможно их комбинированное использование. Хорошими материалами для регистров могут быть также нержавеющая и оцинкованная сталь, алюминий, медь, латунь, но они гораздо дороже и более сложны в обработке своими руками.

Наиболее простыми в исполнении считаются  регистры отопления из стальной профильной трубы. Они могут выполняться в двух основных конфигурациях: секционного типа и змеевикового (S-образного).

*

В регистре секционного типа несколько отрезков профильного металлопроката с заглушенными торцами располагаются параллельно и соединяются между собой круглыми трубками меньшего сечения. Перемычки обеспечивают заполнение рядов прибора теплоностителем с двух сторон одновременно. При этом чем ближе к краю устанавливаются переходные патрубки, тем выше теплоотдача прибора.

В змеевиковом регистре жидкость проходит S-образно через ряды профильных труб, постепенно остывая. Для придания конструкции жесткости используются дополнительные глухие перемычки. Горизонтальные ряды соединяются попарно змейкой с помощью трубок меньшего сечения, как у секционных моделей, либо отрезков основного профиля. Последний вариант предпочтительнее из-за меньшего гидравлического сопротивления и большей теплоотдачи.

Присоединительные патрубки делают с резьбой или под сварку.Наиболее эффективным вариантом подключения отопительного прибора является схема сверху вниз. Для невысоких моделей и в случае принудительной циркуляции теплоносителя может быть оправдано осуществление входа и выхода снизу.

В конструкции регистра обязательно предусматривается кран Маевского или автоматический воздухоотводчик. Его располагают в конце верхнего ряда на резьбовом штуцере для обеспечения возможности замены. Обязательным условием при установке является соблюдение уклона 0,05% в сторону движения теплоносителя.

Регистры бывают как стационарными, так и переносными. Первые работают как элементы общей системы отопления, вторые выполняют задачу локального обогрева. Источником тепла для отдельного мобильного регистра служит ТЭН мощностью 1,5-6 Вт, вмонтированный в корпус.

Важно! Расстояние между рядами регистра существенно влияет на теплоотдачу. Чем ближе трубы друг к другу, тем больше их взаимное влияние, снижающее эффективность работы прибора. Рекомендуется располагать ряды на расстоянии не менее высоты профильной трубы, увеличенной на 50 мм.

*

Кроме больших горизонтальных регистров бывают востребованы также маленькие вертикальные модели. При аккуратном выполнении работ можно получить самодельные дешевые батареи отопления из профильных труб, почти не уступающие современным секционным радиаторам по эстетичности.

В некоторых случаях стальные регистры могут оказаться хорошим дополнением к уже установленным в комнате отопительным приборам. Не смотря на более низкую теплоотдачу, чем у радиаторов аналогичного размера, их применение может быть целесообразнее из-за меньшей стоимости.

Высокие вертикальные регистры очень удобны для высоких помещений или вблизи высоких оконных проемов. Они могут удачно вписываться в интерьеры комнат  с необычными дизайнерскими решениями. Немного поэкспериментировав с цветом и формой можно получить креативное украшение из простых отопительных приборов.

Преимущества и недостатки профильной трубы

*

Чаще всего регистры отопления делают из гладких водогазопроводных труб круглого сечения. Они дешевле, имеют лучшие гидравлические характеристики для транспортировки теплоносителя, большую прочность на разрыв при небольшой толщине стенки. Чем же вызвано применение профильных труб для изготовления регистров?

Радиаторы отопления из металлопроката квадратного и прямоугольного сечения обладают рядом важных преимуществ:

• компактность прибора по глубине;
• возможность придания привлекательного внешнего вида;
• площадь поверхности больше, чем у круглой трубы той же высоты;
• дополнительные возможности для креативного дизайна нестандартных помещений;
• относительно легко изготавливаются своими руками, не крутятся в процессе работы;
• можно сделать из обрезков труб, оставшихся после строительных работ.

Тем не менее, недостатков тоже хватает:

• профильная труба не предназначена для транспортировки жидкости;
• более низкая устойчивость к гидравлическим ударам и действию высокого давления;
• длина сварных швов больше, чем у аналогичных регистров из круглой трубы, что повышает вероятность протекания и уменьшает общую надежность прибора.

Таким образом, перед принятием решения о целесообразности применения регистров из профильных труб следует оценить все возможные варианты, внимательно проанализировать условия эксплуатации и требования, которым должны соответствовать отопительные приборы в каждом конкретном случае.

Выбор параметров

Параметры отопительного регистра определяются на основании требуемой теплоотдачи. Самые точные значения дает подробный теплотехнический расчет теплопотерь через ограждающие конструкции, но поскольку он довольно трудоемкий рассмотрим альтернативные варианты.

Очень приблизительно для типичного утепленного помещения с высотой не более 3 м можно принять 1 кВт тепловой мощности на 10 м2. Более точные значения можно определить по приведенной таблице в зависимости от качества теплоизоляции и объема помещения.

*
Теплоотдача 1 м.п. профильной трубы определяется по формуле:

Q=K ·F · ∆t,

где:

K – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 · 0С), для одиночной трубы  K = 11,3 Вт/(м2 · 0С);

F – площадь поверхности трубы, м2, F = 2· (a+b) · l,

где a и b – размеры сторон поперечного сечения, а l – длина трубы соответственно, м;

∆t – температурный напор, 0С, ∆t= 0,5·(t1 + t2) – tк,

где t1 и t2 – температуры теплоносителя на входе и выходе прибора; tк – температура в комнате.

Необходимая длина труб рассчитывается путем деления требуемой тепловой мощности на теплоотдачу 1 м трубы. Количество рядов определяется с округлением в большую сторону и обуславливается наличием свободного места и конфигурацией помещения. Для полученного числа уточняется значение теплоотдачи с учетом взаимного облучения труб с помощью понижающего коэффициента 0,9 на каждый ряд.

Длина регистра может приниматься конструктивно с учетом особенностей помещения и расположения оборудования. Например, если имеется большое окно, то желательно, чтобы длина ниток была не менее размера окна, создавая широкую тепловую завесу для холодного воздуха.

Совет! В ряде случаев есть смысл брать длину регистра по всей ширине помещения. Это обеспечит максимально равномерный прогрев помещения. Для таких объектов, как теплицы, это особенно важно.

Сечение профильной трубы принимается либо исходя из имеющегося материала, либо подбирается путем пробных расчетов и нахождения оптимального сочетания сечения и длины рядов отопительного регистра. Чаще всего применяются трубы 60*40, 60*60 и 80*60 с толщиной стенки 3 мм. Большие сечения не желательны, так как повышенный объем теплоносителя будет создавать дополнительную нагрузку на котел.

На заметку: на толщине стенки лучше не экономить. Чем больше толщина стенки трубы, тем дольше прослужит отопительный прибор. Он сможет выдерживать большие скачки давления и более устойчив к действию коррозии.

На основании проведенных расчетов осуществляется окончательный выбор параметров отопительного регистра и составляется чертеж. Согласно принятым размерам заказывается нагревательный прибор или выполняется изготовление регистра своими руками.

Какой тип трубопровода выбрать

Сейчас все чаще выбирают для отопления полипропиленовые трубопроводы, которым хоть и присущи недостатки в виде сложности обеспечения качества стыков, и значительного теплового расширения, но они предельно дешевы и просты в монтаже, а это зачастую решающие факторы.

Виды регистров для установки

Чаще всего используются изделия из чугуна, стали и алюминия. Самые распространенные алюминиевые. Преимущества у них следующие:

• устойчивы к появлению коррозии;
• обладают минимальным весом;
• длительный срок использования;
• нет соединений и стыков от сварки;
• высокая теплоотдача.

При изготовлении регистров из алюминия используется монолитное литье. Устанавливают такие изделия чаще всего в жилых и офисных помещениях. Если нужно отопление на производстве, лучше установить регистры из стали или чугуна, так как они более прочные. Системы отопления могут быть как стационарными, в которых теплоноситель нагревается с помощью котла, так и передвижными. В таких регистрах установлена специальная защита от случайного поражения током. Стальные регистры отопления не характеризуются высокой теплоотдачей, но они значительно выигрывают за счет бюджетной стоимости, легкости в обработке и большого выбора размеров .

Используются также регистры из нержавейки, но у них низкая теплоотдача, поэтому для их изготовления нужно много труб, что достаточно затратно. В системах отопления, где вся разводка делается из медных труб, устанавливают регистры из аналогичного материала. Они обладают самой высокой теплоотдачей. Она выше, чем у стали, в 4 раза. Медь обладает высокой пластичностью, поэтому ее легко согнуть в нужных местах. Сварка требуется только в точках соединения разных частей. У медных регистров есть достаточно веские недостатки — это высокая стоимость и необходимость соблюдения условий использования. Для того чтобы медные регистры прослужили долго, нужно соблюдать следующие условия:

• в теплоносителе не должно быть твердых частиц;
• не должно быть в системе и других несовместимых с медью металлов;
• во избежание появления коррозии в системе устанавливают заземление;
• так как металл очень мягкий, нужна специальная защита на регистры.

Чугунные регистры массивные и тяжелые, поэтому под них нужно установить прочные стойки. Чугун очень хрупкий металл и может повредиться от сильного удара. Из-за этого чугунным регистрам нужна защита в виде кожухов, что значительно снижает теплоотдачу и повышает их цену. Устанавливать их достаточно тяжело. Чугун — химически нейтральный материал, и ему все равно, какой теплоноситель в радиаторе.

Наиболее бюджетный и надежный материал для регистров — сталь.

Конструктивные характеристики

Чаще всего используют радиаторы из стальных гладких труб. Сварка гладких труб бывает регистровая и змеевидная. У регистровых может быть 2 вида соединения труб — это колонка и нитка. Колонка — соединение каждой трубы между собой по обеим сторонам с помощью перемычек. При соединении «нитка» перемычки устанавливаются попеременно, то с одной, то с другой стороны. Так обеспечивается последовательное соединение, а теплоноситель обтекает все трубы поочередно.

Радиатор отопителя может быть сварен не только из круглых, но и из квадратных труб. Они не многим отличаются, но с ними сложнее работать и выше гидравлическое сопротивление. Хотя такие радиаторы намного компактнее.

Площадь соприкосновения металла с воздухом в таком случае значительно больше, что повышает теплоотдачу. Такие регистры отопления выглядят не слишком презентабельно, но они хорошо обогревают помещение, несмотря на температуру за окном.

На что обратить внимание перед покупкой и монтажом

В системе отопления индивидуального жилья трубам отводится особая роль: они доставляют нагретую воду от котла к радиаторам. Поэтому вопрос, какие трубы лучше для отопления частного дома очень важен для устройства отопления. Главное требование, предъявляемое к трубам, касается надежности и долговечности их работы. Трубы должны быть достаточно прочными и иметь продолжительный ресурс эксплуатации.

Выбирая трубы, следует обратить внимание на:

• вид монтажа – скрытый или наружный;
• среднюю и максимальную температуру теплоносителя;
• рабочее и максимальное давление в трубопроводах;
• сложность монтажа конкретной отопительной системы.

Выбор параметров

Параметры отопительного регистра определяются на основании требуемой теплоотдачи. Самые точные значения дает подробный теплотехнический расчет теплопотерь через ограждающие конструкции, но поскольку он довольно трудоемкий рассмотрим альтернативные варианты.

Недостатки

• Большой объем теплоносителя не позволяет эффективно использовать регистры в частных домах. Домашние котлы просто не смогут нагреть такое количество воды или же нагрев будет недостаточным.

Совет! Для увеличения мощности всей отопительной системы частного дома, в дополнение к котлу, может устанавливаться трубчатый электронагреватель. ТЭН монтируется в нижнюю трубу регистра и является дополнительным источником тепла. В самую морозную погоду, когда котел не справляется с отоплением дома, можно включить ТЭН.

Материалы для изготовления

В качестве использованных материалов для производства регистров применяются трубы ВГП и электросварные трубы из стали (по ГОСТу 10704−91 и другие). Сплав обладает абсолютно всеми данными, нужными для отопительных устройств: устойчивость к большим температурам и давлению, наименьшее тепловое увеличение (в установленном спектре температур), значительная теплопроводимость, ударостойкость (что важно при применении в производственных помещениях), продолжительный период эксплуатации в отопительных системах.

Для того чтобы удостовериться в качестве сварки и надёжности швов, отделанные регистры отопления подвергаются прессовке и гидравлическим испытаниям. Указатель заполняется жидкостью, достигается излишнее давление, как правило, 1.6 МПа. В случае если при этом обнаруживают течь, жидкость объединяется, производится заваривание обнаруженных отверстий, после чего процесс повторяется.

Гидроизоляция пола

Чтобы система отопления работала более эффективно, важно учитывать и другие факторы, влияющие на внутренний климат в доме. Например, часто уделяя огромное внимание утеплению окон, стен, дверей и потолков, совсем забывают об огромных площадях полов в доме. Для их утепления можно применять современные гидроизоляции основания пола.

Варианты утепления

Существует три основных вида гидроизоляции пола в квартире перед стяжкой. Она просто необходима не только для сохранения тепла, но и для звукоизоляции, защиты нижних этажей от протечек воды при авариях. Пол может быть утеплен следующим образом:

• Оклеиванием. Специальные изоляционные материалы укладываются ровными слоями друг на друга и надёжно закрепляются.
• Покраской. Есть специальные смеси, которые наносят кистью на изолируемую поверхность в несколько слоёв. Основной недостаток такого метода — это его недолговечность.
• Наливанием. Готовится специальный цементно-битумный раствор, который равномерно заливается в помещении.
• Насыпанием. Такой метод применяется в домах без подвального помещения. Из щебня и песка делается изоляционная подушка.
• Комбинированный. Чаще всего применяют несколько методов сразу.

Большой выбор сварочных электродов в Новокузнецке
8-950-587-78-68 8-909-511-21-45

Очень приблизительно для типичного утепленного помещения с высотой не более 3 м можно принять 1 кВт тепловой мощности на 10 м2. Более точные значения можно определить по приведенной таблице в зависимости от качества теплоизоляции и объема помещения.

Теплоотдача 1 м.п. профильной трубы определяется по формуле:

Q=K ·F · ∆t,

где:K – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 · 0С), для одиночной трубы K = 11,3 Вт/(м2 · 0С);

F – площадь поверхности трубы, м2, F = 2· (a+b) · l, где a и b – размеры сторон поперечного сечения, а l – длина трубы соответственно, м;

∆t – температурный напор, 0С, ∆t= 0,5·(t1 + t2) – t к, где t 1 и t2 – температуры теплоносителя на входе и выходе прибора; t к – температура в комнате.

Необходимая длина труб рассчитывается путем деления требуемой тепловой мощности на теплоотдачу 1 м трубы. Количество рядов определяется с округлением в большую сторону и обуславливается наличием свободного места и конфигурацией помещения. Для полученного числа уточняется значение теплоотдачи с учетом взаимного облучения труб с помощью понижающего коэффициента 0,9 на каждый ряд.

Длина регистра может приниматься конструктивно с учетом особенностей помещения и расположения оборудования. Например, если имеется большое окно, то желательно, чтобы длина ниток была не менее размера окна, создавая широкую тепловую завесу для холодного воздуха.

Сечение профильной трубы принимается либо исходя из имеющегося материала, либо подбирается путем пробных расчетов и нахождения оптимального сочетания сечения и длины рядов отопительного регистра. Чаще всего применяются трубы 60*40, 60*60 и 80*60 с толщиной стенки 3 мм. Большие сечения не желательны, так как повышенный объем теплоносителя будет создавать дополнительную нагрузку на котел.

На основании проведенных расчетов осуществляется окончательный выбор параметров отопительного регистра и составляется чертеж. Согласно принятым размерам заказывается нагревательный прибор или выполняется изготовление регистра своими руками.

Варианты расположения

Отопительные регистры в зависимости от вариантов размещения можно разделить на две группы: переносные и стационарные.

Переносные системы довольно мобильны, и их можно перемещать абсолютно свободно – было бы питание. А питание таких систем обычно обеспечивается электричеством. Внутри переносных регистров обычно расположены ТЭНы разной мощности, которые и обеспечивают нагрев энергоносителя. Использовать такие агрегаты можно как в доме, так и в гараже, на даче, на строительной площадке и пр.

Стационарные регистры требовательны к своему местоположению. Во-первых, они требуют стационарного крепления, а во-вторых, им необходимо подключаться к котлу, который будет обеспечивать нагрев теплоносителя и его циркуляцию по системе.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором рассказывается, как правильно рассчитать диаметр труб для отопительной системы.

Трубчатые радиаторы промышленного изготовления

Промышленность тоже выпускает изделия такого рода. Стальные трубчатые радиаторы представляют собой теплотехническое устройство, состоящее из нижнего и верхнего коллекторов. Они соединяются между собой трубками, расположенными вертикально в два или три ряда. Оребрение для увеличения полезной площади на таких устройствах не устанавливается. Для коллекторов используется труба диаметром 50 мм, для теплообменников – 25 мм.

Отопительный прибор способен выдержать максимальное давление до 12 атм, а применение трубок с оцинкованной поверхностью обеспечивает высокую устойчивость к коррозии. Толщина используемого стального проката составляет 1,5 мм. Существуют две основных компоновочных схемы такого оборудования с параллельным и перпендикулярным по отношению к коллекторам расположением теплообменников.

С учетом технических характеристик батареи трубчатые рекомендованы для использования в многоквартирных жилых домах и общественных зданий. Дизайн этих устройств хорошо вписывается в оформление помещений разного назначения и стилистики. Отсутствие острых углов делает возможным их применение в детских дошкольных, учебных и медицинских учреждениях. Ввиду отсутствия оребрения они легко очищаются от пыли и грязи.

Типы регистров отопления

Изначально следует определиться с видом конструкции. Ведь как рассчитать регистр отопления, если не будут известны его геометрические параметры и принцип циркуляции теплоносителя? Для изготовления отопительных приборов рекомендуется использовать стандартные проверенные схемы.

Определяющим параметром выбора является требуемая скорость циркуляции теплоносителя в системе и степень теплоотдачи регистра. Исходя из этих требований можно выбрать два типа отопительных приборов:

• Секционный. Представляет собой от двух и более труб большого диаметра, соединенных патрубками. Сечение последних должно быть равно этому же параметру подающей магистрали. Подбор регистра отопления подобного типа актуален для систем с принудительной циркуляцией, так как в конструкции создается избыточное гидравлическое сопротивление при прохождении теплоносителя;
• Змеевиковые. Состоят из одной трубы, которая имеет изгибы. Изготовить подобные самодельные регистры отопления проблематично. Для увеличения показателя циркуляции трубы могут быть соединены патрубками. Но это не является обязательным, как в вышеописанных моделях.

Так как своими руками сделать регистр отопления можно даже в домашних условиях – их часто изготавливают, а не приобретают готовые модели. Но перед этим следует выполнить правильный расчет мощности регистра отопления.

Для изготовления регистров можно использовать трубы различного сечения – круглые, прямоугольные или квадратные. Предпочтение отдается первым, так как для них трение воды при движении будет минимальным.

Трубные радиаторы отопления: виды и характеристики, расчет самодельных приборов

Ассортимент различных приборов для обогрева помещений на современном рынке поражает своим разнообразием, сейчас можно легко найти изделия практически на любой вкус и кошелек. Тем не менее, радиаторы отопления своими руками из трубы делаются, по сей день. Эти конструкции могут быть сварными или сборными, для такого производства используются разные металлы, что же касается форм, то здесь все зависит от воображения мастера. Обо всех этих тонкостях мы и побеседуем далее.

Изготовление трубчатых радиаторов своими руками.