Монтаж двухтрубной системы отопления в частном доме. Планирование и расчет

Монтаж двухтрубной системы отопления в частном доме. Планирование и расчет

Осуществляя выбор наиболее оптимального типа отопительной системы для частного дома, дачи, обязательно необходимо брать в расчет площадь дома. Это важно, так как, к примеру, однотрубная схема с естественной циркуляцией превосходно себя показывает лишь в домах с площадью, не превышающей 100 м2. А в доме с существенно большей квадратурой она работать не сможет вследствие достаточно большой инертности.

Отсюда следует, что первичное вычисление давления в отопительной системе и проектирование системы отопления нужны для того, чтобы выяснить и сконструировать систему, применение которой в доме будет в большей мере рациональным. На этапе предварительного составления плана надо попытаться учесть всю специфику архитектуры постройки. К примеру, если дом довольно большой и, соответственно, площадь комнат, которые подлежат обогреву, тоже большая, наиболее рациональным будет внедрение системы отопления с насосом, который будет выполнять циркуляцию теплового носителя.

То есть для более продолжительной службы оснащения такого вида его следует ставить на обратный контур, по которому уже остывший теплоноситель возвращается к котлу для вторичного нагрева.

При этом имеются определенные характеристики, которым обязан отвечать циркуляционный насос:

• длительный период службы;
• незначительный уровень потребления электроэнергии;
• большая мощность;
• устойчивость;





При планировании системы отопления, будь то частный либо многоэтажный дом, самой сложной и ответственной фазой является гидравлический расчет, при котором необходимо установить сопротивление отопительной системы.

Расчеты совершаются по заблаговременно созданной схеме отопления , на которой отмечены все имеющиеся в системе компоненты. Реализовывают гидравлический расчет двухтрубной отопительной системы с применением аксонометрических проекций и формул. За расчетный объект берут самое загруженное кольцо трубопровода, разделенное на сегменты. В результате устанавливают приемлемую площадь сечения трубопровода, необходимую площадь поверхности радиаторов, гидравлическое сопротивление в отопительном контуре.

Расчеты гидравлических характеристик осуществляют по различным методикам.

Двухтрубная система отопления диаметр труб. 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.

  

  Расчет диаметра медных труб отопления в зависимости от мощности радиаторов

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.

Формула расчета диаметра трубы отопления

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.

Схема двухтрубной системы отопления частного дома. Виды двухтрубных систем отопления

Теплокоммуникации такого типа отличаются конфигурацией, наличием насоса, направлением подачи и оттекания теплоносителя. Разнообразие позволяет выбрать оптимальную конфигурацию для конкретного здания.

Открытая и закрытая двухтрубная система отопления частного дома

Эти два вида отопительных коммуникаций отличаются конструкцией расширительного бака – емкости для сбора теплоносителя. При нагревании жидкость, циркулирующая по трубам, увеличивается в объеме, и образовавшийся излишек попадает в такой резервуар. При остывании жидкость уходит обратно в трубы.

Эти тепловые конструкции снабжены разными расширительными баками:

1. В открытую двухтрубную систему устанавливается емкость, сообщающаяся с воздухом. Часто это пустая канистра.
2. Закрытые отопительные контуры комплектуют герметичным расширительным баком, внутри которого находится воздушное пространство, отделенное эластичной мембраной. Излишки теплоносителя, образовавшиеся при нагревании, поступают в бачок, поджимают перегородку из резины или мягкого полимера и заполняют пространство, где находился воздух.

Открытые отопительные конструкции работают на воде, поскольку незамерзающая жидкость портится при постоянном контакте с воздухом. Поэтому такой вариант подойдет только для дома, который постоянно отапливается в холодное время. Закрытая теплосистема работает с любыми теплоносителями, ее можно смонтировать на даче, где зимой периодически отключают теплоснабжение.

Схема двухтрубной системы отопления с принудительной и самотечной циркуляцией

Эти два варианта двухконтурного отопления отличаются механизмом работы:

1. Самотечная (гравитационная) теплосистема функционирует за счет законов физики. Нагретая вода из котла поднимается вверх, а затем стекает вниз под действием силы тяжести. Для этого тепловые магистрали укладывают под небольшим наклоном – 1 см на погонный метр. Преимущество таких коммуникаций – энергонезависимость, дом можно протопить даже при отсутствии света.
2. В принудительной схеме жидкость перегоняет насос. Теплоснабжающая конструкция работает стабильнее, но требует подключения электричества.

Самотечное двухтрубное отопление монтируют в домах небольшой площади. В более крупных зданиях прокладывают принудительную схему с одним или несколькими устройствами для прокачки воды.

Попутная и встречная схемы теплоснабжения

Основное отличие – направление движения подогретого и остывшего теплоносителя. Потоки могут быть направлены в одну сторону (попутно) или в разные стороны (встречно). Имеются и другие существенные различия в конструкции.

Встречная теплосистема состоит из нескольких ветвей (петель), по которым движется теплоноситель. Каждая ветка заканчивается тупиком, из которого тепловой поток уходит обратно. Поэтому двухтрубную тупиковую систему отопления с нижней или верхней разводкой часто называют тупиковой.

Эта схема имеет множество достоинств:

• отопительные петли можно провести по комнатам любой формы и планировки, обогнуть с помощью труб вертикальные и горизонтальные препятствия;
• при желании сделать к дому пристройку достаточно доустановить «петли» в новые помещения;
• в теплокоммуникации легко встраиваются теплые полы, которые становятся еще одной веткой разводки.

Такая схема подключения двухтрубной системы отопления не лишена и недостатков:

• последние батареи на конце длинных ветвей могут плохо прогреваться, поскольку теплоноситель до них доходит позже, частично остывшим;
• слишком сложная конструкция может работать нестабильно.

Однако из-за своей простоты и функциональности в большинстве частных домов монтируют петлевую теплосистему.

Попутная разводка, или петля Тихельмана, равномерно нагревает даже большое количество радиаторов. Теплоноситель в ней движется по кругу, поэтому сумма длин обратки и подачи для каждой батареи одинакова. Из-за круговой замкнутой конструкции направление движения горячей и остывшей жидкости совпадают, поэтому такая тепловая схема получила название попутной.

Теплосистема имеет существенные недостатки, ограничивающие ее применение:

1. Кольцевая схема хороша только для современных зданий с большими комнатами. В старых постройках со сложной планировкой проложить ее очень сложно.
2. Попутную теплоснабжающую конструкцию легко смонтировать только на этапе строительства. Протянуть петлю Тихельмана в уже построенном доме или завести ее в новую пристройку проблематично.

Тем не менее, в современных дачах и коттеджах она работает стабильно, не требует регулировки и равномерно нагревает батареи.

Познакомьтесь с радиаторами теплоприбор

Преимущества радиаторов ТЕПЛОПРИБОР

Надежные и долговечные

- функционируют при показателях давления 16–20 атм. и выдерживают скачки до 30 атм. Срок их службы – от 25 лет.

Имеют длительную гарантию

- на алюминиевые модели – 10 лет,
а на биметаллические – 15 лет.

Состоят из российских материалов на 90%

– работаем с сырьем, получаемым напрямую от ведущих плавильных предприятий России, и отечественными составляющими.

Источник: https://alyuminievye-batarei.aystroika.info/stati/shema-dvuhtrubnogo-otopleniya-s-nizhney-razvodkoy-konstrukciya-s-estestvennoy-cirkulyaciey

Двухтрубная система отопления Тихельмана. Отопление по схеме Тихельмана

Эффективность системы отопления зависит не только от мощности котла, правильного подбора труб и теплоносителя. Кроме того, важную роль играет схема размещения трубопровода по помещениям. Это влияет как на качество теплопередачи, так и на циркуляцию теплоносителя.

В настоящее время, существуют несколько схем прокладки отопительных трубопроводов, включающие в себя варианты с одной, двумя и более трубами.

Система Тихельмана относится к двухтрубному варианту реализации системы отопления. Несмотря на достаточно грозное название, схема не подразумевает каких-то чрезвычайных сложностей.

Стандартная двухтрубная схема выглядит следующим образом:

• Подача теплоносителя начинается с первого радиатора от котла, а заканчивается на последнем;
• Обратная тепломагистраль (отвод остывшего теплоносителя), напротив, ведется от последнего радиатора к котлу.

Как правило, данный подход имеет один недостаток – теплоноситель поступает в последний радиатор уже холодным и под низким напором, что снижает интенсивность прогрева помещения. Имеются различные методы компенсации данных недостатков, каждый из которых имеет свои сложности.

Один из вариантов – обустройство отопления по системе Тихельмана.

Схема Тихельмана заключается в том, что обратная тепломагистраль пускается с первого (от котла) радиатора, доходит до последнего, и возвращается в котел. Подача теплоносителя от котла реализована так же, как и в стандартной двухтрубной схеме – последовательно от первого радиатора к самому удаленному.

Таким образом, теплоноситель в обеих магистралях равномерную работу системы.

Данный подход позволяет объединить в себе преимущества прямоточных однотрубных схем и классических двухтрубных, сведя на нет их недостатки. Преимущества системы Тихельмана таковы:

• Хороший баланс теплоносителя. Система отопления не нуждается в дорогостоящем регулировочном оборудовании.
• Давление теплоносителя одинаково по всей системе, соответственно, одинакова и интенсивность протока, что делает прогрев помещений равномерным.
• Как следствие вышесказанного, котел работает с максимальным КПД.

Впрочем, есть и недостатки

• Это двухтрубная система, следовательно, нужно в 2 раза больше труб, чем при однотрубных схемах, что подразумевает дополнительные расходы. Кроме того, целесообразно использовать трубы относительно большого диаметра.
• Схема сложна в реализации с точки зрения монтажа. Не всегда возможно вписать двухтрубную систему в имеющиеся архитектурные особенности.
• Система Тихельмана подразумевает лишь горизонтальную разводку, поэтому при необходимости реализации вертикальной разводки (распределение отопления на несколько этажей) такая схема неприменима.

Таким образом, обустройство схемы отопления по данной методике отлично подходит одноэтажным домам, так как с ее помощью обеспечивается равномерное распределение теплоносителя, без установки дополнительного оборудования.

Двухтрубная тупиковая система отопления. Что такое тупиковая система отопления?

Как вы уже поняли, данная система относится к двухтрубным, поскольку однотрубная схема представляет собой замкнутый контур. Чтобы убедиться в том, что система – тупиковая, достаточно проследить движение теплоносителя до и после радиаторов. В нашем случае нагретая вода сначала движется по подающему трубопроводу в одном направлении, пока не затечет в радиатор. Отдав тепло, она уходит в обратную магистраль и протекает уже в противоположном направлении, навстречу подающему потоку, после чего попадает обратно в котел.

Для справки. Тупиковой может быть и однотрубная система, но это скорее исключение, чем правило. Ниже на рисунке представлена подобная тупиковая система с нижней разводкой и вертикальными стояками с трехходовыми клапанами на подключениях радиаторов. Нетрудно заметить, что она сложна в исполнении и влетит в копеечку тому, кто решится на ее монтаж. Поэтому рассматривать этот вариант мы не станем.

Не стоит думать, что тупиковая схема применима только при наличии принудительного побуждения с помощью циркуляционного насоса. Конечно, чаще всего в частных домах используется именно такой способ перемещения теплоносителя, так как это позволяет подбирать наименьшие диаметры труб. Но в последнее время многие домовладельцы в силу различных обстоятельств стремятся к энергонезависимости, а потому стараются внедрять у себя в жилище схемы тупиковой системы с верхней разводкой и естественным течением воды. Самые распространенные из них показаны на рисунке:

Как видно на рисунке слева, система разделяется на 2 замкнутых ветви с практически одинаковым числом батарей в каждой (5 и 6 шт.). Общее количество приборов – 11, при самотеке их не стоит «вешать» на одну ветку, иначе циркуляция в самых дальних радиаторах будет минимальной, как и прогрев. Кстати сказать, даже при наличии насоса такое разделение – только на пользу, чем меньше батарей нагружает тупиковую ветвь, тем лучше.

Главное преимущество тупиковой системы над остальными двухтрубными схемами – простота в расчете и монтаже, а также самая низкая стоимость проекта в целом.

В качестве примера для сравнения покажем еще 2 вида двухтрубных систем:

• с попутным течением теплоносителя;
• лучевая (коллекторная) схема.

В отношении гидравлики оба этих варианта превосходят тупиковую схему. При попутном движении теплоноситель, выходя из каждой батареи, устремляется по магистрали в том же направлении. Расстояние, преодолеваемое водой в подающем и обратном трубопроводе от каждого радиатора одинаково, отсюда хорошая сбалансированность всей сети. Притом что тупиковая и попутная система отопления подают ко всем приборам теплоноситель с одинаковой температурой, последняя сложнее и обойдется гораздо дороже по материалам.

Коллекторный способ доставки тепла еще более прогрессивен, это самая удобная в плане регулировки и надежная система. Но она же и самая дорогая, хотя в коттеджах большой площади и с высокими требованиями к интерьеру помещений альтернативы лучевой схеме может и не найтись.

Двухтрубная система отопления в многоэтажном доме. О проектировании современных систем отопления в многоэтажных зданиях жилого и общественного назначения

В. Н. Карпов , главный специалист АО «Моспроект», ведущий специалист по проектированию систем отопления

Действующие в настоящее время строительные нормы требуют установки у нагревательных приборов систем отопления термостатических клапанов, которые автоматически поддерживают в помещении постоянную, заданную потребителем, температуру. Это экономит до 20 % тепла за счет использования теплопоступлений от солнечной радиации, бытовых и производственных тепловыделений. В связи с тем, что различные нормативные документы по-разному трактуют необходимость установки термостатов (СНиП 41–01–2003 п. 6.5.13 – «как правило», МГСН 3.01–01 п. 5.36 – всегда), современными системами можно условно назвать системы, оснащенные термостатами.

Наиболее широкое применение в гражданском строительстве Москвы нашли три типа водяных систем отопления: вертикальные однотрубные, вертикальные двухтрубные и горизонтальные двухтрубные поквартирные системы. Все эти типы систем широко применяются при проектировании в нашей организации. Анализ многолетней работы этих систем в специфических условиях Москвы показывает, что каждая из этих систем обладает как своими достоинствами, так и своими, иногда неприемлемыми, недостатками. В тех или иных условиях строительства и эксплуатации диктующими становятся различные достоинства или недостатки систем.

Вертикальные однотрубные системы

В инженерном сообществе сложились некоторые мифы. Один из них – вертикально-однотрубная система устарела, не отвечает современным требованиям, ее проектирование нужно если не прекратить, то максимально ограничить.

На самом деле это совершенно не так. Однотрубная система обладает такими достоинствами, которые в наших обычных условиях эксплуатации зданий выдвигают ее на первое место.

Главное из достоинств заключается в том, что эта система гораздо более надежна, чем двухтрубная.

В узле обвязки нагревательного прибора (рис. 1) теплоноситель разветвляется на два потока. Один затекает в прибор, другой проходит по замыкающему участку, минуя его. Конструкция термостата создается таким образом, чтобы обеспечить максимальное количество теплоносителя в первом потоке. Для этого отверстие для прохода воды и диаметр плунжера делается максимальным. Термостат (в отличие от двухтрубной системы) практически не засоряется, если качество теплоносителя далеко от идеала. При несанкционированной замене отопительных приборов (чем часто грешат наши граждане) изъятие термостата не приводит к таким катастрофическим последствиям, как в двухтрубных системах. В журнале «Энерго-сбережение», № 6, 2004 наш киевский коллега В. Ф. Гершкович очень правильно описал картину, к чему приводит такая замена, – происходит «короткое замыкание», дезорганизующее всю работу системы.

Существуют и другие преимущества однотрубных систем: меньшая стоимость, большая простота заготовок, возможность унификации деталей системы, легкость монтажа и т. п., что в настоящее время не так актуально, но тоже имеет свое значение.

Обладают эти системы и недостатками. Основной из них – это то, что в том случае, если помещение перегрето и термостат закрылся, теплоноситель минует отопительный прибор не остывая. В этом смысле можно сказать, что однотрубная система не экономит, а не дает перерасходовать тепло. В течение отопительного сезона существуют такие периоды, когда температура на улице 18–20 °С, а система отопления работает потому, что завтра будет опять –5 °С и отключать систему нецелесообразно. Можно назвать такой режим режимом минимум. При этом режиме все термостаты могут быть закрыты, а теплоноситель из подающей линии перетекает в обратную, почти не остывая. Это крайне нежелательное явление, если источником теплоснабжения является ТЭЦ. Отсутствие массовых нареканий на это со стороны теплоснабжающих организаций при том, что в Москве построены тысячи однотрубных систем отопления с термостатами (все типовые жилые дома последнего времени), можно объяснить только тем, что эти явления краткосрочны и происходят при относительно высоких наружных температурах. К тому же, обратный теплоноситель прежде, чем вернуться в теплосеть, как правило, проходит предварительное охлаждение в первой ступени подогрева системы горячего водоснабжения.

Двухтрубная система отопления на два крыла. Варианты разводки подачи теплоносителя

Системы в зависимости от организации подачи носителей тепла бывают с верхней или нижней разводкой. Когда задействуется схема двухтрубной системы отопления с верхней разводкой, тогда трубопровод прокладывают под потолком, а трубы подачи от него опускают вниз, к радиаторам. Обратку монтируют вдоль напольного покрытия.

Преимущество этого варианта в том, что можно без проблем сделать систему, в которой теплоноситель движется благодаря естественной циркуляции. Дело в том, что за счет перепада высот возникает поток, способный обеспечить требуемую скорость передвижения, для чего нужно обеспечить достаточный угол уклона.

Но схема системы отопления с верхней разводкой стала менее популярной по причине неэстетического вида. Правда, сверху ее можно спрятать под натяжной или подвесной потолок и тогда будут заметны только трубы, идущие к батареям, которые можно убрать в стены.

И нижний, и верхний вариант разводки задействуют в вертикальных двухтрубных конструкциях. В случае нижней разводки подающий трубопровод прокладывают внизу, но выше, чем трубу обратки.

Также можно расположить линию подачи в подвальном или полуподвальном помещении, между чистовым полом и его черновым основанием. При этом обратку прокладывают ниже. Выполняют подводку или отводку теплоносителя к батареям через отверстия, сделанные в полу.

При расположении труб, обустроенных таким образом, подключение получится скрытым и одновременно эстетичным. Но в данном случае следует подбирать месторасположение котла. Если система функционирует с принудительной циркуляцией, расположение нагревательного агрегата относительно радиаторов не имеет значения, поскольку поток продавит насос. Что касается конструкций с естественным передвижением теплоносителя, батареи необходимо располагать выше уровня котла, для чего его нужно заглубить.

В двухэтажном частном домовладении двухтрубная отопительная система должна иметь нижний тип разводки и два крыла, в каждом из них температура будет регулироваться вентилями. Теплоноситель в ней перемещается при помощи принудительной циркуляции и по этой причине котел размещают на стене.