Dbo24.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как рассчитать и выбрать диаметр трубы для водопровода

Как рассчитать и выбрать диаметр трубы для водопровода

В жизни современного человека именно благодаря водопроводу обеспечивается должный уровень комфорта. Впрочем, пристальное внимание на трубы обращают только тогда, когда система не работает. Но можно избежать неприятностей или поломок, если сразу правильно выбрать диаметр трубы для водопровода в частном доме или в квартире — это поможет обеспечить необходимую пропускную способность и надежность работы трубопровода.

Если габариты труб будут меньше необходимого, то в сети будут постоянно высокое давление, из-за которого даже возможны поломки сантехнических устройств. Превышение требуемых габаритов также сказывается негативно — в частности, оно существенно удорожает конструкцию.

Разновидности полипропиленовых труб

Трубы из полипропилена разделяются на типы в соответствии с составом сырья и давлением, при котором они используются.

Классификация полипропиленовых труб (ППТ) по составу сырья, а именно по степени модификации основного полимера с различными используемыми добавками:

  1. PPR (PPRС, ППР) – трубы этого типа делают из статического сополимера пенопропилена с кристаллической структурой молекул. Данные изделия отличаются устойчивостью к температурным колебаниям от -170 до +1400С, а также ударным нагрузкам, поэтому их часто используют для систем водопровода, отопления и канализации. Размер диаметра от 16 мм до 110 мм.
  2. PPH – в данных изделиях для придания повешенной ударной прочности с полипропиленом смешивают модифицирующие добавки: нуклеаторы, антипирены, антистатики. Данный тип с большим диаметром применяется для системы наружного водопровода, дренажа, вентиляции. А для устройства отопления эти изделия не подходят, поскольку отличаются низкой температурой плавления.
  3. PPB (блок-сополимер) – данный тип сырья обладает структурой из блоков микромолекул гомополимера, отличающихся по составу и строению, которые чередуются между собой в определенном порядке. В конечном итоге изделия приобретают повышенную степень ударной стойкости, поэтому их используют для системы теплый пол и холодного водоснабжения.
  4. PPs (полифенилсульфид) – этот высочайший класс полимера с особым строением молекул обладает повышенной устойчивостью к нагрузкам и перегреванию, очень износостойкий и прочный. Применяется PPs для устройства холодного и горячего водоснабжения, вентиляции, систем отопления. Диаметр этих полипропиленовых труб варьируется от 20 до 1200 мм.

При этом конфигурации, а также внешний и внутренний диаметр полипропиленовых труб строго регламентируются ГОСТ.

В маркировке труб из полипропилена встречаются обозначения N25, N 20, N10 и т.д. Данный показатель позволяет оценить устойчивость ППТ к давлению жидкости, которая находится в них.

Различают такие типы полипропиленовых труб по давлению, от которого зависит, какого диаметра выбирать изделие:

  1. РN10 (N10) – с рабочим давлением на стенку 1,0 МПа и толщиной полимера от 1,9 до 10 мм. Применяются для устройства систем теплых полов, холодного водоснабжения с нагревом до +45 оС. Диаметр труб этого типа: наружный – 20…110 мм, внутренний – 16…90 мм.
  2. PN16 – этот тип изделий используется редко, обладает давлением на стенку 1,6 МПа. Подходит для холодной и горячей воды с нагревом теплоносителя до +60 оС.
  3. N20 (РN20) – изделия с рабочим давлением на стенку 2,0 МПа и толщиной 16…18,4 мм. Наиболее востребованный полимер для подвода горячего и холодного водоснабжения с температурой нагрева до 80 оС. Исполнение: наружный диаметр – 16…110 мм, внутренний – 10,6…73,2 мм.
  4. N25 (РN25) – полипропилен с рабочим давлением на стенку 2,5 МПа и армированием алюминиевой фольгой. Прекрасно подходят для обустройства систем горячего водоснабжения, отопления с температурой жидкости до +95 оС. Многослойная структура этих изделий способствует высокой устойчивости к тепловым и ударным нагрузкам. Диаметр труб этого типа – 13,2…50 мм, наружный – 21,2…77,9 мм.

Существуют также ППТ, армированные стекловолокном. Такие магистрали не расслаиваются в процессе эксплуатации, а при сборке водопровода позволяют сэкономить время на зачистке срезов при сварке. Полипропиленовые трубы с армированием стекловолоконной сеткой устойчивы к деформации, обладают увеличенным сроком эксплуатации, обеспечивают быстрый и легкий монтаж.

Диаметры

Какое сечение должны иметь трубы для водоснабжения загородного дома?

Мы не станем перегружать читателя дремучей теорией и, как в известном анекдоте, просто покажем пальцем:

  1. Если вы хотите реализовать коллекторное водоснабжение частного дома — разводка труб после коллектора выполняется материалом с внутренним (подчеркиваем, внутренним!) сечением не менее 12 мм;

Разводка от коллектора выполнена металлопластиком с внутренним сечением 12 мм (внешний размер 16 мм)

  1. Трубы до коллектора должны иметь внутренний диаметр не менее 20 мм при количестве одновременно используемых точек водоразбора до трех включительно и не менее 25 мм, если их от трех до пяти;
Читать еще:  Размеры и разновидности поддонов для кирпича

Пропускная способность трубы пропорциональна квадрату ее внутреннего диаметра. Увеличение диаметра с 12 до 25 мм увеличит пропускную способность водопровода в 4,34 раза.

  1. При последовательной разводке разумный минимум внутреннего диаметра подводок водоснабжения — 15 мм. Если планируется одновременно использовать больше двух точек водоразбора, его стоит увеличить до 20 мм.

В домах советской постройки подводки водоснабжения монтировались стальной трубой размером 15 мм

Условный проход и внешний диаметр

«Стоп! Уже началась путаница!» — однажды сказала Алиса своему другу Додо в сказке Льюиса Кэрролла. Путаница в нашем случае возникает вокруг термина «диаметр».

В зависимости от типа труб для их маркировки используются абсолютно разные параметры:

  • Стальные водогазопроводные (ВГП) трубы обозначаются так называемым условным проходом. Он указывает на то, что на трубе может быть нарезана трубная резьба соответствующего размера, и примерно соответствует ее внутреннему диаметру. Например, стальная подводка ДУ 15 согласно ГОСТ 3262-75 имеет внешний диаметр 21,3 мм и внутренний 14,9 — 16,3 в зависимости от толщины стенок (легких, обыкновенных или усиленных);

Условный проход примерно соответствует внутреннему диаметру стальной трубы

  • Все без исключения виды пластиковых и металлопластиковых труб маркируются внешним диаметром. Чтобы узнать внутренний диаметр, от внешнего нужно отнять удвоенную толщину стенки (она тоже всегда указывается в маркировке или технической документации).

Наружный и внутренний диаметр различаются на удвоенную толщину стенки

Так, стальной водопровод при последовательной разводке и одновременном использовании двух точек водоразбора может иметь размер ДУ 15. Однако в том случае, если вы хотите поставить на водоснабжение дома пластиковые трубы, необходимый вам размер равен уже 20 мм.

Как самостоятельно составить проект?

Чтобы правильно спланировать водопроводную систему, необходимо сначала составить план дома, расставив в нем все сантехнические устройства, технику, которая будет подключаться к водопроводу.

Все размеры указывают в едином масштабе, согласно реальным замерам помещений. Чем точнее будет составлен план, тем точнее можно будет определить необходимое количество материалов и комплектующих.

Схема водопровода должна как можно более точно отражать все точки водозабора, протяженность и расположение труб для транспортировки воды, и даже канализации, так как эти коммуникации часто ведутся рядом. Учитывается также количество фильтров, объем бойлера, параметры насосного оборудования.

Проектом должны быть учтены требования строительных нормативов, а также правила водоснабжения и водоотведения, утвержденные и действующие в стране.

Сравнение однотрубной и двухтрубной систем

Мы уже выяснили, как рассчитать трубы для отопления, и какой диаметр нужен для обоих видов систем. Для закрытых контуров, при площади помещения от 120 м 2 , этот показатель составляет 32 мм для полипропилена. При этом условный проход для изделий с номинальным давление 20 и 25 атмосфер составляет 21,2 мм. Для изделий с номинальным давлением 10 атмосфер условный проход составляет 20,4 мм, а наружный диаметр 25 мм.

Перед тем как рассчитать количество труб для отопления, сравним выгоды от монтажа однотрубной («Ленинградки») и двухтрубной («попутки») системы:

  • КПД – однозначно, «попутки» эффективнее обогревают помещение, чем однотрубные;
  • экономия средств – все, что можно сэкономить на «Ленинградке» это какой-то отрезок контура и все.

Количество тройников будет одинаковым, кранов тоже, а вот переходников, возможно, потребуется больше. Представьте контур, от которого с небольшим промежутком отходит два патрубка. Один из них идет на вход в радиатор, а второй возвращает теплоноситель обратно в систему. Получается что отрезок между патрубками – это байпас. Чтобы циркуляция в батарее была лучше, байпас нужно сделать меньшего диаметра, чем основной контур отопления. Из этого следует, что потребуется еще пара единиц фурнитуры. Получается, что меньше тратим денег на трубы и больше на фурнитуру, в итоге экономии никакой, при этом КПД ниже.

В итоге, из этого можно сделать вывод, что рассказы о том, какая хорошая и дешевая однотрубная система отопления просто несостоятельны.

Как рассчитать диаметр трубопровода

Для расчёта внутреннего диаметра трубопровода потребуются данные, которые можно почерпнуть из таблиц и технической литературы. Для проведения точных вычислений необходимо внимание и знание специфики проводимых операций. При правильном расчёт взаимосвязь между трубопроводом и протекающей по нему жидкости будет оптимальной.

Следует знать, что при повышении скорости транспортируемой жидкости, возможно уменьшение внутреннего диаметра труб. Стоимость системы при этом факторе становится более низкой. Но нельзя быть уверенным, что скорость потока будет однородной. Поэтому, диаметр трубопровода должен обладать определённым запасом.

Читать еще:  Расчет расхода раствора на кирпичную кладку

Для водопроводных труб круглого сечения, используют следующую формулу:

Где Q является параметром расхода воды, d – это диаметр трубопровода, а w – скорость потока. Преобразовав формулу, можно получить её следующий вид:

Скорость потока воды определяется исходя из количества потребителей. Более сложные формулы в своей структуре имеют ещё один немаловажный фактор – коэффициент гидравлического трения. Такие формулы обладают громоздкой структурой и требуют большего времени на расчёты, но на выходе получаются точные цифры.

В современном строительстве предпочитают использовать либо табличный метод, либо прибегать к помощи компьютерных программ. Цифровые устройства обеспечивают введение большого количества параметров, что позволяет сделать расчёты точными, с минимальными погрешностями.

Взаимосвязь характеристик

Размерные характеристики взаимосвязаны. Например, если увеличивается напор во входящем трубопроводе, то при неизменном сечении давление в гидросистеме станет выше, могут начаться неприятности: протекать соединительные фитинги, водопровод станет шуметь.

Как длина водопровода влияет на диаметр труб

Стандартные размеры трубопроводов, их диаметры измеряются в дюймах. 1 дюйм равен 25,4 мм. Дюйм обозначается в литературе и на схемах значком двойного апострофа — «»». В системах внутреннего водоснабжения как дома, так и квартиры используют калибры в 0,5 дюйма или в 3/4 дюйма. Обозначаются они как 1/2″ или 3/4″.

Таблица диаметров труб для водоснабжения.

Необходимый диаметр трубных элементов прямо пропорционален их общей длине. Диаметр труб для водопровода в квартире не превышает 20 мм.

Такое же сечение используется и в загородном частном доме при небольшой, до 10 м, длине. При протяженности водопровода в здании, достигающей 30 м, нужно брать трубу в поперечине 25 мм, если длина больше, то следует выбрать 32 мм.

Количество соединений, поворотов и точек водоразбора тоже влияет на рекомендуемый диаметр в сторону увеличения. Если неправильно подобрать производительность трубопроводов при достаточном количестве точек потребления, это может привести к тому, например, что открытие крана в одном помещении приведет к уменьшению напора и пропаданию воды в другом.

В частном доме число точек разбора воды бывает больше, чем в городской квартире. Одновременное использование большинства из них может даже привести к неработоспособности бытовой техники, стиральной или посудомоечной машины.

При проектировании и монтаже системы лучше использовать трубы с запасом по сечению, особенно в частном доме при отсутствии центрального водоснабжения. Водяные стояки имеют диаметр больший, чем отводы, идущие от стояка к точкам потребления.

Почему диаметр труб определяет пропускную способность водопровода

По законам гидродинамики через любое сечение проходит одинаковое количество воды в единицу времени. При постоянном напоре и изменяющихся сечениях в трубах слишком маленький размер сечения приведет к постоянно высокому давлению в системе, что снизит ее надежность, может приводить к поломкам. Пользоваться кранами при повышенном давлении в сети неудобно.

Для правильного расчета водопровода необходимо учитывать пропускную способность труб. Она должна соответствовать количеству точек потребления, тому, какое количество воды расходует то или иное сантехническое устройство. Водопроводный кран расходует не более 5 л воды в минуту.

Таблица определяет пропускную способность труб.

При расчете диаметра трубопроводов нужно учитывать:

  • общую длину;
  • количество ответвлений;
  • число стыков и поворотов;
  • водяной напор, создаваемый насосом скважины

Для частного загородного дома нет смысла делать точные расчеты, с применением сложных формул и компьютерных программ. Достаточно такого расчета.

Водопроводный кран расходует не более 5 л воды в минуту.

Через трубу в 25 мм может проходить до 30 л/мин, при диаметре 32 мм пропускная способность возрастает до 50 л/мин. На 10 точек разбора воды достаточно входной трубы в 1 дюйм. Для большей точности можно обратиться к таблицам Шевелевых. Еще одно общее правило: больше диаметр — ниже напор.

Материал, из которого изготовлены трубы, влияет на выбор их размерных характеристик. Для водоснабжения дома могут использоваться трубы из полимеров: пластика, ПВХ, металлопластика, полиэтилена. Возможно создание системы водоснабжения из стали, нержавеющей стали или из меди.

Диаметральные размеры труб водоснабжения частного дома

Выбирая диаметр труб для монтирования водопровода в частном доме, рекомендуется учитывать следующие характеристики:

  • силу водяного напора. Когда он слаб, диаметр труб должен превышать стандартный. Слабость напора+узенькие трубы= слабая струя из кранов;
  • общая длина водопроводной системы;
  • сколько в доме водоразборных точек: диаметр труб находится в прямой зависимости от их количества;
  • то же самое относится к поворотным точкам трубопровода — вообще любая из них немного способствует понижению давления. У вас там «Критский лабиринт»? Значит, диаметр — на любом отрезке трубопровода — водопроводной трубы для частного дома должен быть с некоторым запасом.
Читать еще:  Основные типы алюминиевых потолочных панелей

Следует учесть также температуру воды — трубы для ХВС и ГВС можно приобрести одинаковые по диаметру, но вот стенки «горячих» непременно должны быть толще.

Как длина водопровода влияет на диаметр труб

Общее правило: чем длинней, тем больше! Итак, как грамотно выбрать диаметр трубы для домашнего водопровода, не вдаваясь в головоломные вычисления? В большинстве случаев оправдывают себя стандартные рекомендации:

  • короткий трубопровод меньше 10 м — 20 мм;
  • меньше 30 м — минимум 25 мм;
  • если трубопровод длинный — больше 30 м — оптимальным решением будет 32 мм.

Какой длины нужны сами отрезки труб для монтирования? Обычно она составляет от 4 до 15 м, смотря какая у вас схема прокладки.

Почему диаметр труб определяет пропускную способность водопровода

Здесь все просто: чем более узка труба, тем меньше жидкости в ней прогоняется за некий временной промежуток. Примеры:

  • 25-миллиметровые прогоняют через себя до 30 л/мин;
  • 32-миллиметровые — до 50 л/мин.

Учтите также пропускную способность кранов: стандартный в ванной комнате или кухонный способен прогнать не более 5 л/мин. Следовательно, величина диаметра прямо зависит от расхода воды.

Расчет диаметра труб отопления

Определившись с количеством радиаторов и их тепловой мощностью, можно переходить к подбору размеров подводящих труб.

Прежде чем переходить к расчету диаметра труб, стоит затронуть тему выбора нужного материала. В системах с высоким давлением придется отказаться от применения пластиковых труб. Для систем отопления с максимальной температурой выше 90 °C предпочтительнее стальная или медная труба. Для систем с температурой теплоносителя ниже 80 °C можно выбрать металлопластиковую или полимерную трубу.

Системы отопления частных домов характеризуются невысоким давлением (0,15 — 0,3 мПа) и температурой теплоносителя не выше 90 °C. В данном случае использование недорогих и надежных полимерных труб оправдано (по сравнению с металлическими).

Чтобы нужное количество теплоты пришло в радиатор без задержки, следует подобрать диаметры подводящих труб радиаторов так, чтобы они соответствовали расходу воды, необходимому каждой отдельно взятой зоне.

Расчет диаметра труб отопления проводится по следующей формуле:

D = √(354 × (0,86 × Q ⁄ Δt°) ⁄ V), где:

D — диаметр трубопровода, мм.

Q — нагрузка на данный участок трубопровода, кВт.

Δt° — разница температур подачи и обратки, °C.

V — скорость теплоносителя, м⁄с.

Разница температур (Δt°) десятисекционного радиатора отопления между подачей и обраткой в зависимости от скорости потока обычно варьирует в пределах 10 — 20 °C.

Минимальным значением скорости теплоносителя (V) рекомендуется считать 0,2 — 0,25 м⁄с. На меньших скоростях начинается процесс выделения избыточного воздуха, содержащегося в теплоносителе. Верхний порог скорости теплоносителя 0,6 — 1,5 м⁄с. Такие скорости позволяют избежать возникновения гидравлических шумов в трубопроводах. Оптимальным значением скорости движения теплоносителя считается диапазон 0,3 — 0,7 м⁄с.

Для более детального анализа скорости движения жидкости нужно учитывать материал труб и коэффициент шероховатости внутренней поверхности. Так, для трубопроводов из стали оптимальной считается скорость потока 0,25 — 0,5 м⁄с, для полимерных и медных труб — 0,25 — 0,7 м⁄с.

Пример расчета диаметра труб отопления по заданным параметрам

Исходные данные:

  • Комната площадью 20 м², с высотой потолков 2,8 м.
  • Дом кирпичный неутепленный. Коэффициент тепловых потерь строения примем 1,5.
  • В комнате есть одно окно ПВХ с двойным стеклопакетом.
  • На улице -18 °C, внутри планируется +20 °С. Разница 38 °С.

Решение:

В первую очередь определяем минимально необходимую тепловую мощность по ранее рассмотренной формуле Qт(кВт×ч) = V × ΔT × K ⁄ 860.

Получаем Qт = (20 м² × 2,8 м) × 38 °С × 1,5 ⁄ 860 = 3,71 кВт×ч = 3710 Вт×ч.

Теперь можно переходить к формуле D = √(354 × (0,86 × Q ⁄Δt°) ⁄ V). Δt° — разницу температур подачи и обратки примем 20°С. V — скорость теплоносителя примем 0,5 м⁄с.

Получаем D = √(354 × (0,86 × 3,71 кВт ⁄ 20 °С) ⁄ 0,5 м⁄с) = 10,6 мм. В данном случае рекомендуется выбрать трубу с внутренним диаметром 12 мм.

Таблица диаметров труб для отопления дома

Таблица расчета диаметра трубы для двухтрубной системы отопления с расчетными параметрами (Δt° = 20 °С, плотность воды 971 кг ⁄ м³, удельная теплоемкость воды 4,2 кДж ⁄ (кг × °С)):

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector