Схемы двухтрубных систем отопления для частного дома
За многими монтажниками водится грешок предубежденности. Например, мастер считает однотрубную разводку самой лучшей и предлагает ее всем заказчикам — хозяевам частных домов. За подобными предложениями нередко скрывается низкая квалификация исполнителя либо какая-то выгода. Наша задача – рассмотреть, как работает двухтрубная система отопления, объективно оценить преимущества и недостатки, дать рекомендации по выбору схемы.
1 Как работает отопление по двухконтурной схеме
2 4 вида 2-трубных систем
2.1 Самотечное отопление
2.2 Тупиковые отопительные ветви
2.3 Кольцо Тихельмана
2.4 Лучевой способ подключения
3 Плюсы и минусы двухтрубных разводок
4 Какую схему лучше выбрать
5 Как рассчитать диаметр труб
6 Заключительный вывод
Как работает отопление по двухконтурной схемеКонструкция двухтрубной системы водяного отопления предполагает подачу и отвод теплоносителя от каждого радиатора по двум отдельным магистралям. Упрощенно: входной патрубок батареи подключен к подающей линии, выходной – к обратной. По первому трубопроводу нагретая вода из котла раздается всем отопительным приборам, вторая труба собирает остывший теплоноситель и направляет обратно в теплогенератор.
Особенности двухконтурного распределения воды:
если все элементы системы рассчитаны правильно, то каждый радиатор получает теплоноситель одинаковой температуры;
изменение протока воды через одну батарею вследствие регулировки мало влияет на работу соседних отопительных приборов;
число радиаторов на одной ветви может достигать 40 шт. при условии, что производительность насоса и диаметр подводящих труб обеспечивает расчетный расход воды.
Примечание. Цифра 40 взята на основании практического опыта проектирования и монтажа отопления в производственном цехе. В загородных коттеджах столько приборов к одной ветви не подключается, максимум – 10 шт. Если надо сделать разводку по многоэтажному зданию, сеть теплоснабжения делится на несколько двухтрубных контуров.
Движение воды по трубам и батареям обеспечивается двумя способами – естественным (конвекционным) и принудительным. Вариантов подвода теплоносителя тоже существует несколько, поэтому предлагаем рассмотреть каждую схему отдельно.
4 вида 2-трубных системВ зависимости от условий прокладки трубопроводов и дальнейшей эксплуатации в частных домах используются следующие варианты двухтрубных схем:
Гравитационная или самотечная с естественной циркуляцией нагретой воды.
Классическая тупиковая система отопления.
Кольцевая с попутным движением теплоносителя, она же – петля Тихельмана.
Лучевая с индивидуальной раздачей тепла радиаторам от распределительного коллектора.
Заметка. К двухтрубному отоплению можно отнести и теплые полы. Греющие контуры выступают в качестве батарей, роль магистралей играют подводящие трубы и гребенка со смесительным узлом. По конструкции напольный обогрев близок к коллекторной схеме.
В самотечном исполнении система функционирует без избыточного давления, теплоноситель контактирует с атмосферой через открытый расширительный бак. Остальные 3 варианта схем – замкнутые, работающие под давлением 1—2.5 Бар и только с принудительной циркуляцией горячей воды. Теперь разберем каждую схему на конкретном примере двухэтажного дома.
Самотечное отоплениеПринцип работы системы с естественным движением теплоносителя базируется на явлении конвекции – горячая и менее плотная жидкость стремится подняться вверх по трубе, вытесняемая более тяжелыми холодными слоями. Котел греет воду, она становится легче и движется через вертикальный стояк со скоростью 0.1—0.3 м/с, затем расходится по магистралям и батареям.
Уточнение. Подразумевается, что нагреваемая и охлажденная жидкость находится в пределах одного замкнутого контура, в данном случае таковым выступает отопительная сеть частного дома.
Перечислим характеристики двухтрубной гравитационной системы двухэтажного здания, показанной на чертеже:
Способ прокладки магистралей — горизонтальная верхняя разводка, берущая начало от общего стояка. Последний поднимается от котла, в самой высокой точке расположен расширительный бак, сообщающийся с атмосферой.
Горизонтальные участки проложены с минимальным уклоном 3 мм на метр погонный магистрали. Подача наклонена в сторону радиаторов, обратка – к источнику тепла.
Диаметры труб увеличены по сравнению с напорными системами, поскольку рассчитаны на малую скорость течения воды.
Важный нюанс. Чтобы реализовать устойчивый самотек, нужно применять трубы Ø40—50 мм (внутренний). Минимально допустимый диаметр раздающих и собирающих ветвей – Ду25, ставится около последних батарей.
В одноэтажном доме используется аналогичная схема, но с одиночным подключением радиаторов. Подающий коллектор верхней разводки прокладывается на чердаке либо под потолком, обратный – над полом. Сделать нижнюю разводку нельзя – теплоноситель согласно закону сообщающихся сосудов затечет в батареи, но скорость движения и эффективность обогрева упадет до минимума.
Нынешние гравитационные схемы стали комбинированными благодаря установке циркуляционных насосов. Агрегат монтируется на байпасе, чтобы не мешать течению воды в случае отключения электроэнергии.
Обеспечение тепла в доме – важнейшая задача для его владельца.
Решить ее можно различными способами, однако по статистике большинство зданий в нашей стране обогреваются при помощи водяной системы отопления.
Именно водяной вариант наиболее эффективен и практичен в наших достаточно суровых климатических условиях.
Двухтрубная система отопления частного дома считается одной из ее наиболее востребованных разновидностей.
Мы предлагаем ознакомиться с вариантами и технологиями сборки отопления с подающей и отводящей теплоноситель магистралью.
Информация опирается на строительные нормативы и требования.
Для полноты восприятия непростой темы представленные сведения дополнены фото-подборками, наглядными схемами, видео.
Особенности двухтрубного отопления
Любая отопительная система с жидким теплоносителем включает замкнутый контур,
соединяющий радиаторы, обогревающие помещение, и котел, который нагревает теплоноситель.
Все происходит следующим образом: жидкость, двигаясь по теплообменнику отопительного прибора,
разогревается до высокой температуры, после чего поступает в радиаторы, число которых определяется потребностями здания.
Здесь жидкость отдает тепло воздуху и постепенно остывает.
Затем возвращается в теплообменник отопительного прибора и цикл повторяется.
Максимально просто циркуляция протекает в однотрубной системе, где к каждой батарее подходит только одна труба.
Однако в таком случае каждая следующая батарея будет получать теплоноситель, вышедший из предыдущей, а, значит, и более холодный.
Почему выбирают две трубы?
Основной особенностью двухтрубной системы отопления считается равномерное прогревание приборов нагревания на этажах дома и
высочайшую теплоотдачу от отопительных приборов. П
оэтому в советское время, в частности в «сталинках», в зданиях советской номенклатуры и т. д.
использовалась исключительно двухтрубная отопительная система.
Итак, несмотря на то что их монтаж обходится значительно дороже,
тип монтажа системы с двумя трубопроводами сегодня используют чаще,
потому что этот тип универсален для большинства зданий и может подойти под каждые типы застройки.
Двухтрубная система называется таким образом потому, что потоки горячей воды здесь через одну трубу проводятся к радиаторам,
а через другую — отводятся. Приборы отопления в системе соединяются одновременно,
и расстояние до источника тепла (котла или коллектора) не влияет на их внутреннюю температуру.
Основные плюсы и минусы У системы много положительных черт:
в отопительные приборы, установленные в доме, поступает горячая вода с одной и той же температурой;
терморегуляторы спокойно устанавливаются на батарею или радиаторы,
с помощью них регулируется скорость поступления воды в прибор отопления и, соответственно, температуру;
даже если какой-то из приборов отопления сломается или выйдет из строя —
это не повлияет на работоспособность остальных; система работает в зданиях со всеми типами конфигураций и кол-вом этажей.
Однако, существуют и недостатки: очень много труб, стояков, соединений и других элементов; сам по себе монтаж сложен и трудоёмок;
высокая стоимость, по сравнению с однотрубной системой.
Разновидности систем
Существует несколько видов двухтрубных отопительных систем.
К содержанию ↑ Открытая В такой системе нужен расширительный бак, потому что нагреваемая вода расширяется.
Расширяющий бак принимает остатки воды после остывания, при возвращении, и при её выводе при излишнем объёме.
Насос здесь не применяется. Фото 1. Схема двухтрубной открытой системы отопления.
Вода циркулирует по конструкции без помощи насоса.
Теплоноситель (преимущественно вода) продвигается по трубопроводу естественным образом.
Это происходит из-за того, что плотность у горячей воды больше, чем у холодной.
И таким образом, по законам термодинамики, горячая вода идёт по трубам в месте с низким давлением, постепенно остывая.
После этого потерявший температуру теплоноситель оказывается в котле, где снова возвращает температуру.
Происходит естественная циркуляция, благодаря которой нагреваются радиаторы.
Справка.
Бак не герметичен, так что вода испаряется, и её надо периодически восполнять.
В открытую систему отопления входят следующие составляющие: котел, расшир. бак, стояки, радиаторы, трубы.
Для того чтобы циркулирование теплоносителя проводилось в нужной степени,
устанавливать котёл надо в глубочайшем участке здания — например, в подвале,
и в то же время на самой высокой точке установить расширительный бак — к примеру, на чердаке.
Плюсы системы: упрощённое обслуживание; чистая, бесшумная работа (т. к. нет насоса);
сбалансированный обогрев обогреваемого здания; мгновенный запуск и выключение;
не зависит от наличия электроэнергии в доме, будет работать даже без электроснабжения; надёжность;
не нужны широкие монтажные навыки при установке.
Минусы системы: при попадании внутрь воздуха случаются нарушения теплопередачи, и образования коррозии,
ухудшения циркуляции, появления воздушных пробок и т. д.; теплоноситель в расширительном бачке подвержен снижению температуры,
при этом его температурный уровень необходимо всегда регулировать чтобы не допустить испарения;
медленно прогревается; нельзя использовать антифриз; громоздкость; невысокий КПД.
Закрытая
В отопительной системе закрытого типа соблюдается полная герметичность, жидкость не испаряется.
Используется циркуляционный насос.
Т.н. принудительная циркуляция воды делается при помощи стояков, радиаторов, труб, котла, расширительного бака, насоса.
Если температура увеличится — клапан бака раскроется и заберёт лишнюю жидкость.
Если температура понизится — насос вкачает её обратно.
В закрытой системе давление сохраняется в предварительно очерченных границах.
Так происходит деаэрация жидкости-теплоносителя. Плюсы системы: легко монтируется;
не нужно всегда следить за температурой теплоносителя; применяется антифриз как теплоноситель;
регулируется температура в комнате; давление контролируется вами; высокие эксплуатационные характеристики;
подсоединяются доп. отопительные источники. Фото 2.
Схема двухтрубной системы отопления закрытого типа.
Для работы необходим циркуляционный насос.
Минусы системы:
необходимо регулярное электроснабжение (в т. ч. насосу), поэтому для аварийных ситуаций обычно приобретается электрогенератор;
стыковые элементы могут пропустить воздух в систему; размеры расшир. мембранных бачков в крупных закрытых помещениях.
Конструкция с естественной циркуляцией В народе также известны, как самотечные системы.
Они работают, основываясь на том, как расположены в помещении приборы отопления и котёл,
и какая плотность у горячей и холодной воды.
Горячая жидкость выдавливает холодную из котла и перенаправляет её по трубам вверх.
Таким образом тепло отдаётся радиоторам, а холодная жидкость возвращается в котёл.
В нашем случае два трубопровода, смонтированные параллельно: первый — для горячей воды, из котла,
а второй — для холодной, из приборов отопления.
Жидкость из котла перемещается в распределительный бачок, откуда сливается к приборам отопления.
Если же стояк слишком узкий в диаметре, то формируется гидравлическое сопротивление, препятствующее циркуляционному процессу.
Плюсы: энергетически независима; легко монтируется; не шумит; высокие эксплуатационные сроки; легко обслуживается;
подвержена ремонту; саморегулируется. Минусы: при монтаже используется исключительно открытая разводка;
нужно всегда контролировать температуру теплоносителя; КПД недостаточен; необходим стояк с широким диаметром; теплоноситель может замерзнуть.
С принудительной циркуляцией теплоносителя
Схема системы с принудительной циркуляцией работает как самотечная, но при этом со встроенным циркуляционным насосом.
Некоторые сомневаются в эффективности работы этой схемы, т. к. есть вероятность смешивания горячей воды с холодной.
Однако это было бы реально, только в случае, если скорость воды соответствовала бы.
Насос же создают такой уровень давления, при котором вода внутри движется со своей естественной скоростью.
Повышение не станет поводом для смешения вод.