Схемы двухтрубных систем отопления для частного дома

Многие установщики виновны в предвзятости. Например, подрядчик считает, что лучше всего однотрубная разводка, и предлагает ее всем клиентам — владельцам частных домов. За такими предложениями часто скрывается низкая квалификация подрядчика или какая-то прибыль. Наша задача — рассмотреть, как работает двухтрубная система отопления, объективно оценить достоинства и недостатки, дать рекомендации по выбору схемы.

Как работает отопление по двухконтурной схеме

Конструкция двухтрубной системы водяного отопления предполагает подачу и отвод теплоносителя от каждого радиатора по двум отдельным трубам. Говоря простым языком: вход радиатора подключается к подающей трубе, выход — к обратной. Первая труба транспортирует нагретую воду от котла ко всем радиаторам, вторая труба собирает охлажденную воду и отправляет ее обратно в теплогенератор.

Пример распределения и возврата теплоносителя от радиаторов в двух контурах

Особенности двухконтурной системы водоснабжения:

• При правильном подборе всех элементов системы каждый радиатор получает одинаковый носитель температуры;
• Изменения расхода воды через радиатор из-за регулирования мало влияют на соседние радиаторы;
• до 40 радиаторов на ответвление, если мощность насоса и диаметр водозаборного патрубка достаточны для расчетного расхода воды.

Внимание. Номер 40 основан на практическом опыте проектирования и установки отопления на производственном предприятии. В загородных домах невозможно подключить к одной ветке столько устройств, максимум до 10 штук. При необходимости разводки многоэтажного дома тепловая сеть делится на несколько двухтрубных контуров.

Движение воды в трубах и радиаторах обеспечивается двумя способами — естественным (конвекция) и принудительным. Также существует множество различных способов распределения теплоносителя, поэтому мы предлагаем рассматривать каждую систему отдельно.

Классический закрытый двухтрубный коллектор — подключение к стоячему котлу

4 вида 2-трубных систем

В зависимости от условий прокладки труб и их последующей эксплуатации в быту применяются следующие варианты двухтрубной системы:

1. Самотечный или самотечный поток с естественной циркуляцией нагретой воды.
2. Классическая тупиковая система отопления.
3. Круглый с потоком теплоносителя, так называемый Петля Тихельмана.
4. Радиальные с индивидуальным распределением тепла на радиаторы от коллектора.

Внимание. Теплый пол также можно совмещать с двухтрубным отоплением. Отопительные контуры действуют как радиаторы, а подающие трубы и смесительный коллектор действуют как подающая сеть. Конструкция теплого пола аналогична коллекторной системе.

В гравитационном варианте система работает без избыточного давления, теплоноситель контактирует с атмосферой через открытый расширительный бачок. Остальные 3 системы закрытые, работают под давлением 1-2,5 бар и только с принудительной циркуляцией горячей воды. Теперь разберем каждую схему на примере двухэтажного дома.

Самотечное отопление

Принцип работы системы с естественным движением теплоносителя основан на явлении конвекции — горячая и менее плотная жидкость имеет тенденцию подниматься по трубе, вытесняясь более тяжелыми слоями холода. Котел нагревает воду, вода становится светлее, движется вертикально со скоростью 0,1-0,3 м / с, а затем рассеивается в водопровод и на радиаторы отопления.

Объяснение. Предполагается, что нагретая и охлаждаемая среда содержится в одном замкнутом контуре, которым в данном случае является тепловая сеть в одноквартирном доме.

Перечислите особенности двухтрубной гравитационной системы для двухэтажного здания, показанного на рисунке:

1. Способ прокладки сети — горизонтальный верхний раздел, идущий от общего стояка. Последний поднимается из котла, в самой высокой точке которого находится расширительный бак, сообщающийся с атмосферой.
2. Горизонтальные участки укладываются с минимальным уклоном 3 мм на метр линии. Приток направлен к радиаторам, обратный — к источнику тепла.
3. Диаметр труб больше, чем у напорных систем, так как они рассчитаны на низкие скорости воды.

Важная деталь. Для обеспечения постоянного самотечного потока следует использовать трубы диаметром 40-50 мм (внутренние). Минимально допустимый диаметр распределительных и коллективных ответвлений — DN25, расположенных рядом с последними батареями.

В одноэтажном доме используется аналогичная планировка, но с однократным подключением радиаторов отопления. Делитель потока для верхней разводки размещается на чердаке или под потолком, а разделитель обратки — над полом. Нижнее подключение сделать невозможно — по закону подключенных сосудов теплоноситель будет течь к радиаторам, но расход и теплопроизводительность упадут до минимума.

Существующие самотечные контуры подключены путем установки циркуляционных насосов. Устройство установлено на байпасе, чтобы не мешать потоку воды в случае отключения электроэнергии.

Тупиковые отопительные ветви

Тупиковая двухтрубная система устанавливается в большинстве загородных домов и часто применяется в новых многоквартирных домах. Как работает программа:

1. Радиаторная сеть состоит из одного или нескольких двухтрубных ответвлений. Хладагент направляется в охладители в одном ответвлении и возвращается в другое ответвление.
2. Система работает с избыточным давлением 1-2,5 бар, а циркуляция обеспечивается насосом, установленным рядом с котлом.
3. Расширение воды компенсируется диафрагменным баком, расположенным в котельной. Точка подключения находится в трубопроводе перед циркуляционным насосом (если смотреть со стороны потока жидкости).
4. Отвод воздуха из сети осуществляется через краны Маевского на радиаторах и автоматический клапан в группе безопасности радиаторов. В состав оборудования также входят манометр и предохранительный клапан.
5. Распространенным вариантом распределительной системы является нижняя горизонтальная система, в которой обе трубы открыты под радиаторами.

Классическая мертвая система с нижним распределением. Однако трубы можно разместить и над — под потолком первого этажа.

Внимание. Тупиковые трубы легко укладываются в замкнутой системе — в пазах стяжки, за натяжными потолками или внутри стен.

Если необходимо подвести теплоноситель к двум флигелям двухэтажного дома, этот теплоноситель разделяют на 4 отдельных ответвления (рукава), сходящихся к общей вертикальной трубе. Стоит отметить, что длина лески и тепловая нагрузка на руки не обязательно должны быть одинаковыми. Количество радиаторов и их расположение адаптировано к конкретному зданию.

Отводы с разным количеством радиаторов уравновешиваются балансировкой — ограничением расхода регулирующими клапанами. Клапаны всегда размещаются на выходе из радиатора и, при необходимости, по всему плечу. Подобрать правильный способ балансировки схем вы можете на другой странице нашего ресурса.

Концевой трубопровод на 2 флигеля двухэтажного дома. Источник тепла — настенный мини-котел.

Кольцо Тихельмана

Общий принцип этой схемы такой же, как и у делителя слепых зон, однако распределение и возврат теплоносителя отличается в 3-х направлениях:

1. Каждый отопительный контур замкнут в кольцо.
2. Способ подключения радиаторов следующий: первый радиатор в подающей линии — последний радиатор в обратной. И наоборот, охладитель на подающей стороне становится первым обратным охладителем.
3. Вода в обеих трубах течет в одном направлении, отсюда и техническое название системы — проточная.

Двухтрубная петельная система подходит для большого количества радиаторов отопления.

Установка петли Тихельмана предполагает горизонтальное нижнее распределение — скрытое под полом, реже в открытом пространстве на стенах. Другой вариант: петлю можно сделать под полом, спрятав за подвесным потолком или в подвале, и вывести трубу к радиаторам.

Особенностью круглого «автостопщика» является практически идеальный гидравлический баланс. Примечание. Нагревательная жидкость проходит одинаковое расстояние ко всем радиаторам и обратно. Контур способен обеспечить требуемый расход воды на 10 и более радиаторов с минимальным балансом.

Автор фильма хорошо объясняет работу этой системы, но делает неверное сравнение — правильно сбалансированные ветки распределяют тепло так же, как «автостопщик».

Лучевой способ подключения

Этот наиболее совершенный вид двухтрубной системы водяного отопления включает в себя следующие компоненты:

• Радиаторы — обычные радиаторы, внутрипольные конвекторы или отдельные контуры теплого пола;
• 2 коллектора — подающий и обратный, с расходомерами и термостатическими клапанами;
• Индивидуальная двухтрубная система с кратчайшим путем от коллектора к радиаторам (под полом или потолком, в пустоте пола).

Если трубы радиатора длинные, рекомендуется увеличить диаметр до 20 мм (внутренний DN15).

Коллектор, установленный в удобном месте, принимает и возвращает воду в котел по двум основным трубам. Расход на каждый радиатор регулируется с помощью клапанов. Если на переключающих клапанах установлены термостатические клапаны RTL или сервоприводы, можно автоматически регулировать климат в каждой комнате и во всем здании.

Плюсы и минусы двухтрубных разводок

Для вашего удобства мы объединили преимущества и недостатки всех описанных выше систем в одной главе. Для начала перечислим самые важные плюсы:

1. Единственное преимущество гравитационного потока перед другими системами — это независимость от электричества. Обязательное условие: выбор энергонезависимого котла и трубопроводов без подключения к внутренней электросети.
2. Система Arm (тупиковая) — достойная альтернатива «Ленинградке» и другим однотрубным разводкам. Основные преимущества — универсальность и простота, благодаря чему двухтрубная схема отопления дома 100-200 м² без проблем смонтирует своими руками.
3. Основное преимущество петли Тихельмана — это гидравлическая балансировка и возможность запитать большое количество радиаторов.
4. Коллектор — лучшее решение для скрытого монтажа и полной автоматизации процесса отопления.

Лучший способ скрыть трубы — проложить их под стяжкой пола.

Внимание. Последние 3 контура легко подключаются к контурам теплого пола. Совмещать самотечную радиаторную сеть с теплым полом не всегда имеет смысл — без электричества в отопительных контурах не будет принудительной циркуляции.

Кратко подытожим общие преимущества излучающих, петлевых и тупиковых систем:

• малые сечения распределительных труб;
• Гибкая разводка, т. е. Линии можно прокладывать по-разному — в полу, вдоль и внутри стен, под потолком;
• Для прокладки подходят различные пластиковые и металлические трубы: полипропилен, сшитый полиэтилен, металлопластик, медь и нержавеющая гофрированная сталь;
• Все 2-трубные сети хорошо сбалансированы и терморегулируются.

Чтобы скрыть систему труб, в стене необходимо вырезать отверстие.

Дополнительным преимуществом гравитационного распределения является то, что его легко заполнять и выпускать без использования клапанов и кранов (хотя клапаны легче опорожнить из системы). Вода медленно течет через соединение в самой нижней точке, и воздух постепенно вытесняется из труб в открытый расширительный бак.

А теперь о больших минусах:

1. Система естественного водотока громоздка и дорогостоящая. Понадобятся трубы с внутренним диаметром 25 … 50 мм, монтируемые с большим уклоном, желательно стальные. Укладка скрытого монтажа очень сложна — большая часть элементов будет видна.
2. При установке и эксплуатации тупиковых ответвлений серьезных дефектов не обнаружено. Если руки сильно различаются по длине и количеству батарей, баланс восстанавливается глубокой балансировкой.
3. Кольцевые автобусы Tichelmann всегда проезжают через дверные проемы. Необходимо установить обводные петли, в которых позже может скапливаться воздух.

На плане дома видно, что сантехника прорезает два дверных проема.

Радиальное распределение требует финансовых затрат на устройства — коллекторы с клапанами и расходомерами, а также автоматизацию. Альтернативный вариант — вручную собрать коллектор из полипропиленовых или бронзовых тройников.

Добавка. Для автоматического регулирования теплоотдачи радиаторов в гравитационной системе потребуются специальные радиаторные клапаны с большим проточным сечением.

Какую схему лучше выбрать

При выборе системы распределения необходимо учитывать множество факторов — размер и количество этажей в доме на одну семью, выделенный бюджет, наличие дополнительных систем, надежность электроснабжения и т. д. Вот несколько общих рекомендаций по выбору:

1. Если вы планируете устанавливать отопление самостоятельно, лучше остановиться на двухтрубной плечевой системе. Он простит новичкам множество ошибок и продолжит их, несмотря на их совершение.
2. Если у вас высокие требования к дизайну интерьера, за основу следует взять коллекторную систему. Коллектор можно спрятать в навесном шкафу, а электросеть можно провести под стяжкой. В двух- или трехэтажном доме рекомендуется устанавливать более одного лотка нагревательного кабеля на этаж.

Для радиального распределения перегородку следует разместить в центре дома.

Частые отключения электроэнергии не оставляют иного выбора, кроме как построить систему с естественной циркуляцией (гравитационный поток).

Система Tichelmann подходит для зданий с большой площадью и большим количеством нагревательных плит. Установка петлевой системы в небольших зданиях нецелесообразна с финансовой точки зрения.

Для небольшого дачного участка или бани петлевая система с открытым коллектором — идеальное решение.

Небольшой совет. Отопление загородного дома с 2-4 небольшими комнатами можно организовать по однотрубной горизонтальной системе с нижним распределителем — «Ленинградка».

Если коттедж будет отапливаться радиаторами, полами с подогревом и водонагревателями, рекомендуется использовать двойную трубу или коллектор. Эти два контура легко комбинируются с другими нагревательными приборами.

Как рассчитать диаметр труб

В зданиях площадью до 200 м² нет необходимости проводить расчеты при прокладке воздуховода или коллектора. Сделайте сечение магистрального провода и силовых кабелей в соответствии с рекомендациями:

• Трубы Ду15 (внешний размер 20 мм) достаточны для подачи теплоносителя к радиаторам в здании площадью 100 м2 и менее;
• Патрубки Ду10 для радиаторов (наружный диаметр 15-16 мм);
• в двухэтажном доме площадью 200 м2 стояк имеет диаметр DN20-25;
• Если количество радиаторов на этаже превышает 5, разделите установку на несколько ответвлений, отходящих от стояка Ø32 мм.

Кончик. На схемах выше показаны диаметры стояков и ответвлений. Эту информацию можно использовать при проектировании отопления дома.

Самовсасывающие и петлевые системы спроектированы на основе инженерных расчетов. Если вы сами выбираете размеры труб, необходимо сначала рассчитать тепловую нагрузку каждого помещения с учетом вентиляции, а затем определить необходимый расход отопительной воды по формуле:

• G — массовый расход нагретой воды на участке трубы, питающей радиаторы данного помещения (или группы помещений), кг / ч;
• Q — количество тепла, необходимое для обогрева помещения, Вт
• Δt — расчетная разница температур подачи и возврата, принимаем 20ºC.

Пример. Для обогрева первого этажа до температуры + 21 ° С требуется 6000 Вт тепловой энергии. Поток отопления через пол должен обеспечивать 0,86 x 6000/20 = 258 кг / ч горячей воды из котла.

Зная часовой расход теплоносителя, несложно рассчитать сечение подводящего провода по формуле:

• S — площадь необходимого сечения трубы, м²;
• V — объемный расход ГВС, м³ / ч;
• ʋ — скорость потока теплоносителя, м / с.

Ссылка. Скорость теплоносителя в напорных системах с циркуляционным насосом принимается в диапазоне 0,3 … 0,7 м / с. В гравитационных системах поток более медленный — 0,1 … 0,3 м / с.

Продолжение примера. Расчетный расход 258 кг / час обеспечивается насосом, скорость воды принята равной 0,4 м / с. Площадь поперечного сечения подводящего трубопровода 0,258 / (3600 х 0,4) = 0,00018 м². Перевести площадь поперечного сечения в диаметр по формуле круга, получив 0,02 м — труба Ду20 (внешний — Ø25 мм).

Обратите внимание, что мы пренебрегли разницей в плотности воды при разных температурах и подставили в формулу массовый расход. Погрешность небольшая, приемлема в расчетах кустов.

Заключительный вывод

Практика показывает, что тупиковая двухтрубная система подходит для отопления большинства средних домов. Это техническое решение отличается простотой и приемлемой стоимостью установки. Коллективные и ответвления дороже — на это влияет цена устройств и длина линии. Посмотрим на петлю Тихельмана — разводки одинакового диаметра проходят по периметру здания.

Отдельная тема — двухтрубные системы отопления с естественным водяным контуром. При частых отключениях электроэнергии лучше не рисковать и гнаться за красотой интерьера, а установить энергонезависимую систему отопления. Высокие первоначальные инвестиции компенсируются низким потреблением тепла и электроэнергии.