Теплоотдача труб из сшитого полиэтилена

Тепловой расчет системы отопления дома

Проведение расчета при подготовке рабочего проекта устройства системы отопления зданий и сооружений различного назначения – это обязательное требование действующих в строительстве нормативных правовых актов. 

Основной целью теплового расчета является определение технических параметров системы отопления исходя из индивидуальных конструктивных и функциональных характеристик здания и расположенных в нем помещений, требований, предъявляемых к их обогреву. 

В учет берется множество показателей. В частности, в расчете участвуют следующие параметры:

• оптимальная температура, которая должна поддерживаться в помещении;
• показатель теплопроводности материалов, из которых изготовлены наружные стены, полы объекта, имеющий прямое влияние на скорость потери тепла помещениями;
• толщина стен, стяжки;
• вид напольного покрытия;
• наличие и тип вентиляции;
• температура наружного воздуха;
• площадь подлежащих обогреву помещений и их расположение;
• тип устройства отопления (радиаторная, теплый пол, комбинированная);
• схема прокладки трубопровода и множество других параметров.

Полученные результаты дают возможность определить, какое количество тепла и сколько времени потребуется для обогрева, температурные параметры теплоносителя, подающегося от отопительного оборудования в теплосеть, количество радиаторов отопления в системе. Также тепловой расчет позволяет установить оптимальный диаметр используемых труб из сшитого полиэтилена, толщину стенок, длину водяного контура, схему и шаг укладки трубопровода.

Что такое теплоотдача и ее место в тепловом расчете системы отопления

Выполнение теплового расчета представляет собой сложный многоступенчатый процесс, в ходе которого важная роль отводится определению показателя теплоотдачи.

Коэффициент теплоотдачи трубопровода отопительной системы рассчитывается по формуле, в которой участвуют следующие количественные характеристики:

• коэффициент теплопроводности трубопровода из сшитого полиэтилена;
• площадь участка трубы, для которого выполняется тепловой расчет;
• показатель температурного напора (расчетная величина, определяющаяся как половина суммы первичной (на выходе из отопительного котла) и конечной (на входе в котел) температуры циркулирующего по контуру теплоносителя).

Также в расчете принимает участие показатели:

• комнатной температуры в помещении;
• наличие и коэффициент полезного действия по отражению тепла теплоизолирующих материалов.

Теперь о порядке расчета.

Показатель температурного напора – это сложенные величины температуры воды на выходе и входе в отопительный котел, поделенные на 2, за минусом комнатной температуры в помещении. Полученный результат в случае использования теплоизоляционных материалов умножается на их КПД.

После нахождения значения указанного показателя можно определить коэффициент теплоотдачи путем произведения значений коэффициента теплопроводности (для труб сшитого полиэтилена он обычно находится в пределах 0,36 - 0,43), площади участка и температурного напора.

Таблица теплоотдачи

Теплопоток, исходящий от отопительной системы, зависит от плотности (шага) размещения труб. Он должен полностью компенсировать тепловые потери, обусловленные работой вентиляционной системы и характеристикой ограждающих конструктивных элементов здания. 

Показатель рассчитывается для установления значения оптимального количества тепловой энергии для обогрева 1 м2 определенного помещения. Он учитывает не только площадь, материал стен и перекрытий здания, но и интенсивность вентилирования, площадь остекления, использование утеплителя. 

Подробные технические данные о каждом помещении приходится брать в расчет, потому что, например, даже при максимальном подогреве теплоносителя (в расчете принимается 60 ͦC) напольное покрытие в реальности снижает значение этого показателя до 30 - 35 ͦC. Кроме того, функциональное назначение помещения также диктует свои условия по поддержанию теплового режима: в жилых комнатах следует поддерживать температуру покрытия не выше 29 ͦC, влажных помещениях – до 33 ͦC, а на участках, относящихся к категории «пояса холода» - до 35 ͦC.

Подходящий шаг и диаметр труб для устройства теплого пола можно определить на основании табличных значений, рассчитанных с помощью специализированного программного обеспечения.

На графике приведена зависимость числового значения теплоотдачи 1 м2 системы отопления от усредненного температурного режима контура. Данные приведены к стандартным параметрам толщины стяжки (она принимается на уровне 70 мм) с линолеумным покрытием и внутренней температуры комнаты 20 ͦC.

С помощью графика зависимости теплопотока от температуры подогретого носителя определяют наиболее подходящий шаг и диаметр трубы, обеспечивающий оптимальную температурную разницу (до 5 ͦC) в начале контура и на выходе.

Если проектом предусмотрены другие типы напольных покрытий, толщина стяжки или уровень температуры, к указанным показателям применяют поправочные коэффициенты, которые можно найти в справочниках.

Методику расчета, учитывающую мощность системы отопления, теплопотерю конструктивных элементов, термическое сопротивление конструкций, коэффициент теплопроводности используемых материалов, удельную теплоемкость, удаленность от коллекторов и даже кратность воздухообмена, трудно назвать простой. Однако, как свидетельствует практика, любая ошибка в расчете на этапе проектирования дорого обходится в процессе эксплуатации отопительной системы.

Сравнение теплоотдачи PEX и труб из других материалов

Теплоотдача используемых труб – это один из ключевых факторов для организации эффективного отопления помещений.

Тепловые характеристики трубопроводов в решающей степени зависят от материала, из которого они изготовлены. В системах отопления чаще всего используют трубы:

• из сшитого полиэтилена (PEX);
• полипропиленовые;
• из ПВХ;
• стальные;
• медные.

Основная формула для расчета теплоотдачи кроме площади нагреваемой поверхности труб и теплового напора зависит от коэффициента теплопроводности материала. При других равных условиях теплопроводность труб составляет (единица измерения Вт/м2*К):

• медные - 400;
• стальные - 74;
• полиэтиленовые PEX - 0,36 – 0,43;
• полипропиленовые - 0,24;
• ПВХ - 0,19.

Чем ниже значение показателя, тем меньше будет потерь тепла при транспортировке нагретых носителей. При прокладке таких труб не потребуется дополнительная теплоизоляция. На их поверхности не будет скапливаться конденсат.